DE69314191T2

DE69314191T2 - Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE69314191T2
Application number: DE69314191T
Authority: DE
Inventors: Kevin Ross
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Trident Microsystems Far East Ltd Cayman Islands
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JP3301803B2; DE69314191D1; GB9201837D0; EP0553910B1; EP0553910A1; JPH05308587A; US5418576A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fernsehempfänger mit Mitteln zum Überlagern von Text über ein empfangenes Fernsehbild, wobei der Text innerhalb eines vorbestimmten Gebiets der Wiedergabe gehalten wird, und mit Mitteln zum Verringern des Kontrastes des empfangenen Bildes innerhalb des vorbestimmten Gebiets.
Es gibt eine Anzahl Gründe zum Überlagern von Text über eine Fernsehbildwiedergabe. Es ist bekannt, am Schirm Mitteilungen wiederzugeben um einem Gebraucher beispielsweise bei der Wahl eines bestimmten Kanals oder bei der Einstellung des Kontrastes, der Leuchtdichte usw. des Bildes zu helfen. Eine andere Form einer Überlagerung von Text ist die Untertitelung für Gehörbehinderte. Die Untertitel können als Videotextsignale oder als Daten über die Leitung 21 des Fernsehsignals, wie in den Vereinigten Staaten übertragen werden. Videotextdecoder können auch die Überlagerung einer vollen Textseite über ein Fernsehbild erlauben, wie dies in der MIX-Mode-Form geschieht. MIX-Mode-Videotextwiedergabe kann, je nach dem Bildinhalt, schwer leserlich sein, da die Zeichen sich mit dem Bild vermischen können. Dasselbe Problem könnte bei Untertiteln auftreten und um dies zu vermeiden, wurde von dem "U.S. Federal Communications Committee" verordnet, daß die Untertitel auf einem egal schwarzen Hintergrund erscheinen sollen.
Eine Schaltungsanordnung zum Decodieren und Wiedergeben von "Closed Caption"-Untertiteln, wobei ein schwarzer Kasten die Untertiteln umgibt, ist in "IEEE Transactions on Consumer Electronics", Heft 37, Nr.3, August 1991, New Yok, US, Seiten 449 - 454; Harigai u.a.: LSI Chip for Closed Caption Decoder System" beschrieben worden. Das Einschließen von Text in einem schwarzen oder farbigen Kasten ist ebenfalls in EP-A-0 449 109 beschrieben worden.
Diese Lösung läßt sich selbstverständlich unmöglich mit MIX-Mode- Videotext implementieren und kann, je nach der Länge der Nachricht, bei Schirm- Nachrichtenwiedergabe unpraktisch sein. Außerdem wird bei der Untertitelung mit einem schwarzen Kasten um den Untertitel herum ein Teil des Bildes bedeckt und dies kann die Freude am Zuschauen beeinträchtigen.
Ein Vorschlag zur Lösung des Problems, den über ein Bild überlagerten Text zu lesen, ist statt eines schwarzen Kastens einen Kasten mit verringertem Bildkontrast zu schaffen, in dem der Text enthalten ist. Dies ermöglicht eine gewisse Zurückbehaltung der dem Zuschauer angebotenen Bildinformation, sorgt aber dafür, daß der Text freier vor dem Hintergrund steht. In der Japanischen Patentanmeldung JP-A-61-99489 wird ein Fernsehempfänger beschrieben, bei dem der Kontrast des empfangenen Bildsignals in einem Gebiet des Wiedergabeschirms, wo der Text wiedergegeben werden soll, verringert wird, bevor der Text überlagert wird. Das betreffende Gebiet erstreckt sich über eine Anzahl Abtastzeilen. Beim Erzeugen von Schirm-Mitteilungen oder Untertiteln kann es sein, daß jeweils nur ein einziges Zeichen wiedergegeben wird. Unter solchen Umständen ist es nicht erwünscht, den Bildkontrast über die ganze Breite des Wiedergabeschirms zu verringern. Die Verwendung einer Schaltungsanordnung, wie diese in der obengenannten Japanischen Patentanmeldung angegeben ist, erfordert, daß die Verstärkung der Leuchtdichteregelschaltung sehr schnell geschaltet wird und das kann schwierig sein, da dies meistens das Aufladen bzw. Entladen eines Kondensators erfordert. Eine solche Schaltungsanordnung ist nicht geeignet zum Schalten der Verstärkung analoger Schaltungsanordnungen mit einer ausreichenden Rate zum Ändern des Kontrastes innerhalb einer Fernsehzeile.
Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Wiedergabe eines einem Bild überlagerten Textes zu ermöglichen, wobei eine Verbesserung der Leserlichkeit des Textes durch eine effektive Verringerung des Bildkontrastes in einem den Text umgebenden Gebiet, wobei das Gebiet verringerten Kontrastes auf weniger als die volle Breite des Wiedergabeschirms beschränkt sein kann.
Im Kontext dieser Beschreibung und der beiliegenden Ansprüche beinhaltet der Begriff Text alphanumerische Zeichen, Idogramme, Pictogramme, Sprites, Ikonen usw.
Die Erfindung schaftt einen Fernsehempfänger der eingangs beschriebenen Art, mit dem Kennzeichen, daß die Kontrastverringerungsmittel Mittel aufwei sen, die dafür sorgen, daß ein vorbestimmtes Muster von Pixeln des empfangenen Bildes innerhalb des vorbestimmten Gebietes, das nicht mit Text bedeckt ist, wobei dieses Muster von Pixeln weniger Pixel aufweist als die Gesamtanzahl Pixel in dem genannten vorbestimmten Gebiet, zu einer konstanten Hintergrundfarbe geschaltet wird.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Textquelle auf die Video- Ausgangsschaltungen für selektierte Pixel innerhalb des vorbestimmten Gebietes geschaltet wird, wo keine Zeichenpixel geschrieben sind. Zu dem Zeitpunkt wird die Textquelle Ausgangswerte aufweisen, die entweder dem Austastpegel (schwarz) oder einer selektierten Hintergrundfarbe entspricht, beispielsweise wenn der Text einer selektierten Hintergrundfarbe überlagert werden sollte. Da es diese Schaltmittel bereits gibt und mit der Pixelrate arbeiten, kann das Gebiet um den Text herum genau zu der wiedergegebenen Textmenge zugeschnitten werden und braucht sich nicht über die ganr:e Breite des Wiedergabeschirms zu erstrecken.
Das vorbestimmte Muster kann ein Schachbrettmuster sein und jedes Feld kann durch ein einziges Pixel gebildet sein. Es stellt sich heraus, daß dies die am wenigsten störende Wiedergabe gibt, wobei das Muster schwarzer Pixel am wenigsten sichtbar ist.
Bei einem solchen Fernsehempfänger kann der überlagerte Text ein in Austastintervallen in dem übertragenen Fernsehsignal als Datensignal übertragener Untertitel sein, wobei der Empfänger einen Decoder für die genannten Datensignale aufweist, wobei der den Untertitel bildende Text sich innerhalb eines bestimmten Gebietes befindet und wobei die Kontrastverringerungsmittel effektiv sind zur Verringerung des Kontrastes des empfangenen Bildes innerhalb des definierten Gebietes.
Das definierte Gebiet kann an jedem horizontalen Ende beispielsweise um einen einzigen Zeichenraum breiter sein als der Untertitel. Dies liefert einen Kasten mit einer Breite von minimal drei Zeichen, wenn nur ein Zeichen wiedergegeben wird. Wenn das kontrastverringerte Gebiet auf diese Weise gebildet wird, wird eine minimale Verletzung des wiedergegebenen Bildes erhalten.
Obenstehendes und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung dürften aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung hervorgehen. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fernsehempfängers,
Fig. 2 eine Ausführungsform einer Video-Ausgangsschaltung zum Gebrauch in dem in Fig. 1 dargestellten Femsehempfänger, und
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen des Steuersignals für die Schalter, die einen Teil der Video-Ausgangsschaltung nach Fig. 2 bilden.
Der in Fig. 1 dargestellte Fernsehempfänger enthält eine Antenne 1 zum Empfangen eines gesendeten Fernsehsignals und zum Koppeln dieses Signals zu dem Eingangsende 2 des Empfängers, der die üblichen Verstärkungs-, Abstimm-, ZF- Detektions- und Demodulationsschaltungen aufweist. Das Eingangsende 2 bekommt ein Videosignal VS zugeführt und liefert am Ausgang ein Gesamt-Video-und-Austastsignal CVBS. Das Signalcvbs wird einem Farbdecoder 3 zugeflihrt, der Leuchtdichte- und Farbdifferenzsignale Y, U, V erzeugt, die einer Video-Ausgangsschaltung 4 zugeführt werden. Das SignalCVBS wird ebenfalls einer Synchrondetektionsschaltung 5 zugeführt, die Vertikal- V- und Horizontal- H-Rücklaufimpulse erzeugt, die Zeilen- und Bildzeitbasis- und Ablenkschaltungen 6 zugefürt werden. Das Signal CVBS wird außerdem einem Videotext-Decoder 7 mit einer Speicherschaltung 8 zugeführt. Der Videotext-Decoder 7 decodiert Datensignale, die bekanntlich während des Vertikal-Austastintervalls ausgestrahlt werden. Der Videotext-Decoder 7 erhält ebenfalls Eingangssignale H' und V' von der Ablenkschaltung 6, von denen diese Zeitinformation ableitet, wobei die Eingangssignale H' und V' Zeilen- und Bildsynchronimpulse sind, die von der Zeilen- bzw. Bildzeitbasisschaltung erzeugt worden sind.
Der Videotext-Decoder 7 erzeugt Signale R', G', B', welche die Pixelwerte für jedes Pixel eines erzeugten Zeichens definieren und diese Signale R', G' und B' werden den Video-Ausgangsschaltungen 4 zugefhhrt, zusammen mit einem Signal VDS, das entscheidet, ob den Ausgängen R, G, B der Video-Ausgangsschaltung 4 Text- oder Bildfinformation zugefüut wird. Die Ausgangssignale R, G, B der Video- Ausgangsschaltung 4 werden einer Elektronenstrahlröhrenwiedergabeanordnung 9 zugeführt, zusammen mit den Vertikal- und den Horizontalströmen von den Ablenkschaltungen 6.
Der Videotext-Decoder 7 kann einen Eingang aufweisen zum Empfan gen von Befehlen von einer Fernsteuerung, der von dem Zuschauer bedient wird, oder durch einen externen Mikroprozessor 10, der auch noch andere Funktionen des Empfängers, wie die Kanalselektion, den Kontrast, die Leuchtdichte, die Lautstärke usw. steuert. Der Mikroprozessor 10 kann ebenfalls eine Schirm-Mitteilung erzeugen als Hilfe flir den Zuschauer beim Einstellen der Regler und beim Selektieren der Funktionen. Um dies zu ermöglichen, wird der Mikroprozessor 10 Verbindungen mit geeigneten Teilen des Fernsehempfängers haben, beispielsweise mit dem Eingangsende 2 für die Kanalselektion, mit den Videoausgangsschaltungen 4 zur Kontrast- und Leuchtdichtenregelung, und mit dem Videotext-Decoder 7 zum Selektieren von Text-, Bild- oder Misch-Mode und zum Selektieren der geeigneten wiederzugebenden Tafel.
Der Mikroprozessor 10 kann auch Ausgangssignale R", G", B" erzeugen, die den Video-Ausgangsschaltungen 4 zugeführt werden, zusammen mit einem Signal VDS' um die Wiedergabe vom Mikroprozessor erzeugter Schirmnachrichten zu ermöglichen.
Fig. 2 zeigt detailliert eine Ausfiihrungsform der Video- Ausgangsschaltungen 4, die in dem Fernsehempfänger nach Fig. 1 verwendet worden sind. Wie in Fig. 2 dargestellt, werden einer Matrixschaltung 100 Eingangs- Leuchtdichtesignale Y und Farbdifferenzsignale U, V zugeführt, wobei diese Matrixschaltung die genannten Signale in drei Signale R, G, B umwandelt, die ersten Kontakten der betreffenden Umschalter SR1, SG1 bzw. SB1 zugeführt werden. Die anderen Kontakte der Schalter SR1, SG1 und SB1 erhalten die Signale R', G' bzw. B' von dem Videotext-Decoeer 7. Der Zustand der Schalter SR1, SG1 und SB1 wird von dem Signal VDS gesteuert, damit eine Selektion zwischen dem Bildsignal R, G, B und dem Textsignale R', G', B' möglich ist. Die Pole der Schalter SR1, SG1, SB1 sind mit den ersten Kontakten der betreffenden Umschalter SR2, SG2 und SB2 verbunden. Die anderen Kontakte der Schalter SR2, SG2 und SB2 erhalten die Signale R", G", B" von dem Mikroprozessor 10. Der Zustand der Schalter SR2, SG2 und SB2 wird von dem Signal VDS gesteuert, wobei dieses Signal von dem Mikroprozessor 10 geliefert wird, damit eine Selektion zwischen dem Schirm-Wiedergabesignal R", G", B" und dem Bildsignal R, G, B möglich wird. Die Pole der Schalter SR2, SG2 und SB2 sind mit der Verstärkungsschaltung 101 verbunden, welche die Signale R, G bzw. B erzeugt zur Zuführung zu der Wiedergabeanordnung. Die Verstärkungsschaltungen 101 können die üblichen vom Zuschauer einstellbaren Steuerschaltungen enthalten, wie die Kontrast- und die Leuchtdichteregelschaltung. Dieser Kontrastregler wird selbstverständlich das Bild sowie jeden überlagerten Text beeinflußen und sollte nicht unscharf gemacht werden mit dem effektiv verringerten Kontrast in dem definierten Gebiet nach der Erfindung, wobei dieser verringerte Kontrast unabhängig ist von Änderungen in dem Gesamtkontrast des wiedergegebenen Bildes und Textes.
Das beschränkte Gebiet mit verringertem Kontrast wird dadurch erhalten, daß das Signal VDS (oder VDS') mit einer hohen Frequenz, beispielsweise der Pixel-Frequenz, geschaltet wird, und daß dafür gesorgt wird, daß nur einige Bildpixel innerhalb des definierten Textgebietes delektiert werden. Normalerweise werden Videotext-Untertitel vor einem schwarzen Hintergrund wiedergegeben und folglich werden die Signale R', G' und B' den Schwarpegel haben, wenn Zeichenpixel nicht wiedergegeben werden. Die Verwendung des Signals VDS zum Betreiben der Schalter SR1, SG1 und SB1 mit einer Frequenz, wie der des Pixeltaktes wird also dafür sorgen, daß einige Pixel als schwarz erscheinen und andere Bildinformation wiedergeben. Dies gibt den Eindruck eines verringerten Kontrastes und sorgt dafür, daß die Wiedergabe von Zeichen charakteristischer ist. Es ist aber nicht wesentlich, diese Pixel zum Austastpegel zu schalten; sie könnten auch zu jeder beliebigen Hintergrundfarbe geschaltet werden, obschon dies zu einer Farbabstufung des Bildes führt, das durch die Spalte zwischen den geschalteten Pixeln hindurch sichtbar ist.
Das vorbestimmte Muster erzeugt ein feines Gitter ausgetasteter (oder hintergrundfarbener) Pixel, das den Eindruck eines verringerten Kontrastes gibt, und zwar über das Gebiet um den Text herum. Es ist nun so, daß je feiner die Masche, umso akzeptabler der Effekt wird. Es gibt eine Anzahl alternativer vorbestimmter Muster, die verwendet werden können und ihre Selektion kann auf den Bildabtastanordnungen basiert sein. Wenn das Muster durch Austastung wechselnder Pixel auf jeder Zeile erzeugt wird, ergibt dies ein feines Muster in der horizontalen oder Zeilenabtastrichtung. Zum Erzeugen eines Musters gleichwertiger Auflösung in der verikalen oder Bildabtastrichtung sollten die ausgetasteten Pixel abwechseln auf aufeinanderfolgenden Zeilen eines Bildes. Dieses Muster ist vorteilhaft für eine Wiedergabe ohne Zeilensprung verfahen, es hat aber Nachteile, wenn es bei einer Wiedergabe mit Zeilensprung verwendet wird. Der Grund ist, daß wegen der Tatsache, daß alternierende Zeilen in jedem Teilbild wiedergegeben werden, in jedem Teilbild vertikale Linien ausgetasteter Pixel gebildet werden. Diese vertikalen Linien werden von einem Teilbild zum anderen in horizontaler Richtung versetzt und bei einer 50 Hz Bildfrequenz verursacht diesflimmerende vertikale Linien, die mit 25 Hz wahrgenommen werden. Ein derartiger Flimmereffekt ist für den Zuschauer sichtbar und kann störend wirken.
Eine alternative Form ist statt aufeinanderfolgender Zeilen jeder Bildabtastung die ausgetasteten Pixelstellen in aufeinanderfolgenden Zeilen jeder Teilbildabtastung abzuwechseln. Dies verringert die vertikale Auflösung der Masche, da Paare identisch ausgetasteter, zeilenversprungener Zeilen erzeugt werden. Dies ergibt aber einen besser akzeptierbaren Effekt für eine Wiedergabe mit Zeilensprung als der Wechsel von Pixelaustaststellen über aufeinanderfolgende Bildzeilen, da dies den Flimmereffekt vertikaler Linien ausschaltet.
Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen des Signals VDS aus Signalen, die innerhalb eines Videotext-Decoders verfügbar sind. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird einem ersten Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters 110 ein Taktsignal CL mit der Pixelfrequenz zugeführt. Ein Impuls H' mit der Zeilenabtastfrequenz wird einem Halbierer 111 zugeführt, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 110 verbunden ist. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 110 ist mit einem ersten Eingang eines ODER-Gatters 112 verbunden. Die drei Farbsignale R, G und B werden den betreffenden Eingängen eines ODER-Gatters 113 zugeführt, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des ODER-Gatters 112 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 113 ist mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 114 verbunden, während ein Signal BL einem zweiten Eingang des UND-Gatters 114 zugeführt wird. Das Signal BL ist das Signal, das normalerweise von dem Videotext-Decoder erzeugt wird um dafür zu sorgen, daß die Video-Ausgangsschaltung 4 zwischen der Wiedergabe von Bild oder Text wählt. Der Ausgang des UND-Gatters 114 liefert das Signal VDS.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird ein Ausgangssignal VDS liefern, das dafür sorgen wird, daß Text wiedergegeben wird, wenn R, G und B einen Wert ungleich Null haben und Text-Mode gewählt wird, d.h. das Signal BL ist aktiv. Wenn R, G und B Null sind und BL aktiv ist, wird das Signal VDS mit der Pixelfrequenz geschaltet und wegen des Zeilenimpulseingangs H' und der Halbiererschaltung wird das Signal VDS an wechselnden Zeilen jedes Teilbildes invertiert. Auf diese Weise wird das erwünschte Maschenmuster für Zeilensprungabtastung, wie oben beschrieben, erzeugt.
Es dürfte dem Fachmann einleuchten, daß andere logische Schaltungen geschaffen werden können, die andere Muster der Pixelaustastung erzeugen oder die zu jeder beliebigen Hintergrundfarbe schalten können und daß die Schaltfrequenz nur von der Frequenz des Taktsignals CL abhängig ist.
Bei einem Empfänger mit einer Schirm-Mitteilungsmöglichkeit aber ohne Videotext-Decoder, kann der Mikroprozessor, der die Schirm-Mitteilung erzeugt, eine ähnliche Schaltwellenform erzeugen, damit es möglich ist, dem wiedergegebenen Bild auf gleiche Weise die Schirm-Mitteilungen zu überlagern; entweder mit Hilfe geeigneter Programmatur oder mit Hilfe einer externen logischen Schaltung. In einem Empfanger mit eine Schirm-Mitteilungenmöglichkeit und einem Videotext-Decoder können diese Funktionen dadurch kombiniert werden, daß ein einziger Mikroprozessor eingesetzt werden kann für die Schirm-Mitteilungen und für Videotext, wobei dieselbe Steuerschaltung für beide Funktionen benutzt wird.
Aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung dürften dem Fachmann andere Abwandlungen einleuchten. Solche Abwandlungen können andere Mermale nerbeiführen, die im Entwurf, bei der Herstellung und im Gebrauch von Fernsehempfängern mit Videotext-Decodern und/oder Schirm-Mitteilungsgeneratoren und Einrichtungen sowie Bauteilen derselben bereits bekannt sind, und die statt der bereits hierin beschriebenen Merkmale oder zusätzlich zu denselben benutzt werden können.

Claims

1. Fernsehempfänger mit Mitteln zum Überlagern von Text über ein empfangenes Fernsehbild, wobei der Text innerhalb eines vorbestimmten Gebiets der Wiedergabe gehalten wird, und mit Mitteln zum Verrlngern des Kontrastes des empfangenen Bildes innerhalb des vorbestimmten Gebiets, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrastverringerungsmittel Mittel aufweisen, die dafür sorgen, daß ein vorbestimmtes Muster von Pixeln des empfangenen Bildes innerhalb des vorbestimmten Gebietes, das nicht mit Text bedeckt ist, wobei dieses Muster von Pixeln weniger Pixel aufweist als die Gesamtanzahl Pixel in dem genannten vorbestimmten Gebiet, zu einer konstanten Hintergrundfarbe geschaltet wird.

2. Fernsehempfänger nach Anspruch 1, wobei die konstante Hintergrundfarbe schwarz ist.

3. Fernsehempfänger nach Anspruch 1 oder 2, wobei das vorbestimmte Muster ein Schachbrettmuster ist.

4. Fernsehempfänger nach Anspruch 3, wobei jedes Quadrat des Schachbrettmusters durch ein einziges Pixel gebildet wird.

5. Fernsehempfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der überlagerte Text ein wahrend Austastintervalle in dem Fernsehsignal als Datensignal übertragener Untertitel ist, wobei der Empfänger der Empfänger einen Decoder für die genannten Datensignale aufweist, wobei der den Untertitel bildende Text sich innerhalb eines bestimmten Gebietes befindet und wobei die Kontrastverringerungsmittel effektiv sind zur Verringerung des Kontrastes des empfangenen Bildes innerhalb des definierten Gebietes.

6. Fernsehempfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der überlagerte Text eine innserhalb des Empfängers erzeugte Schirm-Mitteilung ist, wobei diese Schirm-Mitteilung sich innerhalb des vorbestimmten Gebiets befindet.