專利名稱：圖形子系統旁路方法和設備的制作方法
背景本發明涉及有線電視(CATV)系統。更具體地說，本發明屬于一種用于旁路一個數字式屏上顯示圖形插入子系統的方法和設備。
隨著模擬視頻顯示器的廣泛使用，產生了與模擬視頻數據同時顯示圖形圖像例如文字數字字符或其它圖形的需求。通常這些圖形覆蓋在從獨立的遠端信號源例如廣播電視傳輸、視盤、錄象帶或其它視頻源接收到的視頻信號上。已經公知有各種方法用于在從獨立的遠端視頻源接收到的視頻信號上覆蓋圖形圖像。
授予Takano的美國專利5,051,817披露了一個在輸入視頻信號上疊加彩色字符的系統。在該系統中，第一同步分離器分離來自輸入視頻信號的水平同步脈沖。一鎖相回路(PLL)電路使用這些水平同步脈沖生成一被鎖在輸入視頻信號上的參考時鐘信號(P1)。第二同步分離器、一定時脈沖發生器、一色同步選通門電路和一第二PLL電路產生一鎖相在輸入視頻信號上的振蕩輸出信號。參考時鐘信號和振蕩輸出信號用于將生成的字符信號與輸入視頻信號同步。一轉換信號生成器轉換控制信號以便只輸出輸入視頻信號，或疊加了彩色字符的輸入視頻信號。
授予Zeidler等人的美國專利5,541,666披露了一個在包含一預定的彩色副載波的模擬信號上覆蓋數字式字符信號的系統，該副載波包括一副載波鎖相回路、一數字式字符產生設備、一數字視頻編碼器和一開關設備。用戶鎖相回路分別地產生一彩色副載波和一被鎖在模擬視頻源系統的彩色副載波上的系統時鐘信號。數字式字符生成設備檢測模擬視頻源信號中的像素信息的水平和垂直定時，并生成要覆蓋在模擬視頻源的預定像素上的數字式字符信號。數字信號編碼器負責彩色副載波和系統時鐘信號以生成一鎖在模擬視頻源信號上的單獨的彩色副載波。數字視頻編碼器還將數字式字符信號從數字式字符生成方式轉換到一包含了該數字視頻編碼器生成的彩色副載波的模擬視頻輸出信號。操縱開關就意味著，分別在數字式字符要覆蓋或不要覆蓋在模擬視頻源信號上時，將模擬視頻輸出信號從數字視頻編碼器或模擬視頻源信號導向該系統的某一輸出。
這些技術存在一個問題，即可能只在特定的時間間隔中需要將數字式信息插入到模擬視頻源中。插入過程必然要減弱視頻信號。在插入數字式信息的時間間隔和沒有數字式信息的時間間隔中信號都會減弱。
通過提供一接收數字視頻源信號或將模擬視頻源信號轉換為數字視頻信號的圖形子系統，向視頻源信號中插入屏上顯示(OSD)圖形以形成復合數字信號并將其轉換為向顯示器輸出的模擬視頻信號，這些目的及其它目的都已實現。為了在不要覆蓋OSD圖形的時間間隔中將輸入的模擬視頻源信號直接輸送到顯示器，提供了一圖形子系統旁路電路。
圖2是
圖1中的系統的操作流程圖。
優選實施例圖1是一機頂終端10的結構圖。該機頂終端包含與一社區有線電視(CATV)網引入的線纜相連的調諧器12。一開關14與調諧器12的輸出相連。本領域的技術人員可以理解的是，開關14也可以根據需要由一分路器替代。開關14的輸出15、17被分別連接到一模擬視頻路徑19和一數字視頻路徑21。一模擬信道視頻解調器16通過模擬視頻路徑19連接到第一開關輸出15。本領域的技術人員可以理解的是，在線纜輸入的是擾頻信號的系統中，模擬信道視頻解調器16也可以根據需要包含一反擾頻器。
一數字信道解調器18通過數字視頻路徑21連接到第二開關輸出17。本領域的技術人員可以理解的是，為了在有加密數字信息通過調諧器12的系統中使用，數字信道解調器18也可以根據需要包含一解密器。一“運動圖象專家組”(MPEG)解碼器20在數字視頻路徑21中與數字信道解調器18相連。模擬視頻路徑19和數字視頻路徑21都與一屏上顯示(OSD)圖形子系統40連接。
屏上顯示(OSD)圖形子系統40包括一模擬到數字(A/D)轉換器42，它連接到模擬視頻路徑19和一具有兩路輸入45、47的開關43。輸入45、47分別與模數(A/D)轉換器42和MPEG解密器20相連。屏上顯示(OSD)圖形子系統40還包括一OSD插入單元44，它被連接到開關輸出49，以及一數字到模擬(D/A)轉換器46。數模轉換器46與OSD插入單元44和輸出50相連。屏上顯示(OSD)圖形子系統40以及模數轉換器42、開關43、OSD插入單元44和數模轉換器46即構成一單獨芯片或芯片組，例如ATI Technologies Rage Pro和Rage Theatre。應理解其它廠商也提供具備這些功能的類似芯片和芯片組。在此可以使用任何具備這些功能的合適的芯片或芯片組。
一具備兩路輸入56、54的圖形旁路開關24被連接到OSD圖形子系統輸出50以及一OSD旁路路徑22。旁路路徑22從模擬視頻路徑19延伸到圖形旁路開關輸入54。圖形旁路開關輸出58提供了一視頻輸出60。存儲器52被連接到OSD圖形子系統40。并且，有一微處理器26用于選擇性地控制上述每個元件。
圖2描述了圖1中系統10的一般操作。首先，一來自調諧器12的輸入信道被分離或切換。然后，微處理器26確定該信道是數字的或模擬的。如果是數字信道，就通過微處理器控制的開關14啟動解調和MPEG解碼進程，隨后是屏上顯示插入進程將OSD信息插入到數字視頻輸入中。在OSD插入進程之后，同時包含了數字視頻和圖形插入信息的視頻信號在數模轉換器46中被轉換成模擬信號并輸入到標準顯示器。回到圖2的頂部，如果信道是模擬的，則通過微處理器控制的開關14引導到模擬路徑19。然后信號通過OSD圖形子系統，或者微處理器26激活一旁路，將解調的輸入信道直接引導到視頻輸出60以顯示在標準顯示器上。
現在參照圖1詳細地描述系統操作。存儲器52包含了被微處理器26存儲的數字形式的OSD圖形圖像信息。可以理解的是，該信息可能被微處理器26修改以便在視頻輸出60上顯示不同的OSD圖形圖像。前置終端10通過能選擇所需信道的調諧器12從CATV網絡接收到線纜輸入。基于所選的信道是模擬的或數字的，開關14通過模擬視頻路徑19將所選信道引導到模擬信道視頻解調器16，或者通過數字視頻路徑21引導到數字信道解調器18。以下稱數字信道和模擬信道。數字信道通常包含MPEG壓縮視頻，而模擬信道通常包含圖象信號，如NTSC或PAL或其它標準信號。但可以理解的是，這些信道都可以傳輸模擬和數字形式的其它信息內容。
模擬信道視頻解調器16用于解調模擬信道，并可根據需要用于反擾頻任何被擾頻的模擬視頻信號。已解調的模擬視頻信號從模擬信道視頻解調器16沿視頻路徑19被輸送到圖形旁路路徑22和OSD圖形子系統40。
數字信道解調器18用于解調數字信道，并可根據需要解密任何加密的數字信號。已解調的數字信號從數字信道解調器18沿數字視頻路徑21被輸送到MPEG解碼器20。可以理解的是，盡管解碼器20示例為MPEG解碼器，其它數字壓縮技術也可以在此運用并相應地解碼。MPEG解碼器20用于將MPEG編碼信號解碼為純數字視頻信號，然后送入OSD圖形子系統40。
來自MPEG解碼器20的數字視頻信號被送入第二開關輸入47。當調諧器12被調到模擬信道時，微處理器26在所選的時間間隔里操縱開關43將經模數轉換的視頻信號送入OSD插入單元44。當調諧器12被調到數字信道時，微處理器26在所選的時間間隔里操縱開關43將來自MPEG解碼器20的數字視頻信號送入OSD插入單元。依開關的位置，OSD插入單元44將來自數字視頻路徑21的數字視頻信號或者來自模擬視頻路徑19的數字化的模擬視頻信號與預先存儲在存儲器52中的所需的OSD圖形混合起來。然后該混合的或復合的信號被送入數模轉換器46以轉換成模擬信號，它包含了來自調諧器12和從存儲器52插入的OSD圖形的數字或模擬視頻源信號。存儲器52還用于臨時存儲模數、數模信息和來自OSD插入單元44的數據。
微處理器26控制圖形旁路開關24，將視頻輸出60在圖形旁路路徑22和OSD圖形子系統輸出50之間切換。可以認識到，由于模數和數模轉換器42、46的使用，OSD圖形子系統會減弱視頻輸出60的信號質量。因此，當沒有OSD圖形與模擬信道混合時，旁路路徑22就用于將模擬視頻信號直接傳送到視頻輸出60，這就不會有OSD圖形子系統40帶來的信號減弱。
本發明的一個優點是在不需要將OSD圖形與模擬信號混合的時間間隔里，模擬視頻信號能直接送到視頻輸出60，而不會因為OSD圖形子系統中的信號轉換減弱信號。
權利要求
1.一個用于視頻終端的視頻圖形子系統，包括一設定用于接收數字信號的數字視頻輸出；一設定用于接收模擬視頻信號的模擬視頻輸入；一模擬到數字轉換器，它具有一數字輸出和輸入，用于從模擬視頻輸入接收模擬視頻信號；一屏上顯示插入單元，它具有一數字輸出和一輸入，該輸入選擇性地與數字視頻輸入或模擬到數字轉換器的數字輸出相連；一數字到模擬轉換器，它具有一模擬輸出和一與屏上顯示單元的數字輸出相連的數字輸入；以及一由模擬視頻輸入延伸出來并通過一開關連接到模擬輸出的旁路。
2.如權利要求1所述的視頻圖形子系統，其特征在于，還包括第二開關，它具有連接到數字視頻輸入和模擬視頻輸入的輸入，和連接到屏上顯示插入單元輸入的輸出。
3.如權利要求1所述的視頻圖形子系統，其特征在于，還包括一用于存儲來自模擬到數字轉換器和數字到模擬轉換器的信息的存儲器。
4.如權利要求3所述的視頻圖形子系統，其特征在于，還包括一用于生成圖形和存儲到存儲器的微處理器。
5.如權利要求4所述的視頻圖形子系統，其特征在于，屏上顯示插入單元接收圖形并將圖形與施加到其輸入的信號混合。
6.如權利要求5所述的視頻圖形子系統，其特征在于，微處理器在不需要圖形的時間間隔里將模擬視頻輸入的信號導向旁路。
7.一種視頻圖形子系統，包括一用于將接收的模擬視頻信號轉換為數字視頻信號的第一轉換裝置；用于將數字視頻信號與數字圖形混合以形成復合數字視頻信號的插入裝置；一用于將復合數字視頻信號轉換為復合模擬視頻信號的第二轉換裝置；以及用于旁路第一轉換裝置、插入裝置和第二轉換裝置的旁路裝置。
8.如權利要求7所述的視頻圖形子系統，其特征在于，旁路裝置包含一旁路開關。
9.如權利要求8所述的視頻圖形子系統，其特征在于，旁路開關能根據數字圖形的需求檢測來控制。
10.如權利要求9所述的視頻圖形子系統，其特征在于，還包含一微處理器用于檢測數字圖形的需求和控制開關。
11.一種向模擬視頻信號中插入間歇圖形信號的方法，包括下述步驟a)將模擬視頻信號轉換為數字視頻信號；b)至少將間歇圖形信號之一插入數字視頻信號以形成一復合數字視頻信號；c)將復合數字視頻信號轉換為復合模擬視頻信號；以及d)在沒有間歇圖形信號的時間間隔中旁路步驟a、b和c。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括生成圖像的數字化表示的步驟以形成圖形信號。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在存儲器中存儲該數字化表示的步驟。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括在步驟b之前從存儲器中讀取該數字化表示的步驟。
15.一視頻圖形子系統，它具有屏上顯示插入裝置，用于將一視頻信號從模擬源信號轉換為數字信號，將圖形信息與該數字信號混合以形成一復合信號，并將該復合數字信號又轉換為與顯示器相連的模擬視頻輸出信號，該子系統的特征在于一具有可控開關的旁路，用于將模擬源信號直接連接到顯示器。
16.如權利要求15所述的視頻圖形子系統，其特征在于，其旁路包含一開關。
17.如權利要求15所述的視頻圖形子系統，其特征在于，其開關由一微處理器控制，從而在需要圖形信息的時間間隔里旁路是不起作用的，在不需要圖形信息的時間間隔里旁路被激活。
18.如權利要求15所述的視頻圖形子系統，其特征在于，還包括一用于存儲圖形信息的存儲器。
19.如權利要求18所述的視頻圖形子系統，其特征在于，還包括一用于生成圖形信息并將其存儲在存儲器中的微處理器。
全文摘要
本發明提供一種用于將屏上顯示(OSD)的圖形圖像覆蓋到模擬或數字視頻源信號上的屏上顯示子系統。該OSD系統有一視頻圖形旁路路徑(22)和圖形旁路開關(24),用于在不需要該OSD子系統將圖形插入源信號的時間間隔里引導一模擬視頻信道繞過該OSD子系統。
文檔編號H04N5/445GK1367979SQ99816920
公開日2002年9月4日 申請日期1999年9月27日 優先權日1999年9月27日
發明者戴維·E·蔡德勒, 羅伯特·M·西蒙斯, 約瑟夫·A·佩特里 申請人:通用儀表公司