根据所显示信息的区域和内容控制视频电平

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技术领域\n本发明涉及由诸如显象管的图象重现装置产生的字符或图形信息 的显示，并特别涉及用于根据所显示信息的区域和内容控制图象重现 装置的视频电平的系统和方法。\n背景技术\n为了显示图象，诸如电视和个人计算机(PC)的电子器件通常需 要一个视频监视器和相关的视频控制器/处理器，这样信息才能传输 给用户。然而，本发明者已经认识到，将要显示的素材的性质和内容 的差异对显示提出了不同的要求。例如，两类具有不同要求的素材为：\n1.文本和与线条有关的图形：这些类型要求非常清晰的视频边 缘，如黑到白或白到黑的转变，因而需要一种聚焦非常好的、清晰的 显示。这些类型的素材趋向于使其大部分的内容以全亮度显示。在白 背景上的黑色文本，通常类似于在白纸上打印介质(media)。由于在 高强度电流时，阴极射线管趋向于具有更大的电子斑点，导致了“模 糊的”或更差的聚焦，因此这些类型的素材应以较低的束电流显示。 这是一个典型的计算机桌面监视器的操作方式。\n2.实况(real-world)的图象类型或电视广播图象：这些类型趋 向于自然地具有较柔和的边缘，因此具有与文本和线条图形所要求的 非常清晰的聚焦不同的要求。这种素材的另一个特性是一般具有较低 的高亮度素材的占空比(duty cycle)(例如，大部分的视频不是全亮 的)，但要求一些亮度峰值以使素材具有真实的“活力”和生动性。这 是一个典型的商业电视接收机的操作方式。为了获得那种真实性，这 类素材的最高亮度电平应以比上述的文本和图形高的亮度电平显示。\n在EP-A-0729273中，公开了一种具有调节主画面或PIP图象显 示参数的能力的电视机。另外在EP-A-0569018中，公开了一种可独 立地调节主显示和辅助显示的显示参数的电视机。然而，这两个公开 的文献是根据被处理的实时信号的瞬间决定来调节参数的。另外，这 两个专利均未认识到被处理的信号可来自一个信号源而非电视。\n发明内容\n本发明者已经认识到在必须展现两类具有各自不同的要求的素材 的显示时会产生一个问题。这类装置可见于诸如一个将个人计算机 (PC)的功能与电视结合的装置中。例如，一台个人计算机可装配一 个电视调谐器卡，这样用户可在由计算图形操作系统(例如，Microsoft Window95)提供的一个窗口观看电视节目，同时运行在另一个窗口 显示的广告单(spread sheet)应用程序。另一个例子是也作为PC 监视器使用或具有内置的用于在因特网上冲浪或执行其它计算功能的 PC的能力的电视接收机。需要进行视频驱动电平调节以优化所显示的 每个素材。\n另一个必须同时展现两种素材的情况是，例如当电视具有需要与 真实世界的电视广播节目信息一起传送给用户的电子节目指南或一些 其它文本/图形的屏上显示(OSD)信息的时候。另外，这样的电视可 包括因特网入口，这样计算机图形和文本可从因特网上下载以用于在 电视显示器上查看。计算机图形和文本可在如具有画中画(PIP)或画 外画(POP)能力的电视的子画面中显示，同时主画面显示电视广播频 道。这些不同的观看素材每个均要求不同的驱动电平以在同一屏幕上 提供合适的画面。\n本发明者已经认识到，如果在一个时间中只有一种素材在显示器 上显示，则两种或多种素材之间的驱动电平调节可手工进行。例如， 这可通过监视器的对比度控制执行。然而，在诸如那些结合了PC和TV 功能的系统中，一般地在屏幕上同时出现不止一种类型的素材。正是 由于这个原因，所以希望这样的一种系统，它能够根据所显示素材的 内容自动且独立地调节显示屏的每个区域的每种类型的显示素材的视 频驱动。\n因此，本发明提供了一种视频处理系统，用于提供多于一个区域 的图象，包括：\n在处理每个区域的信息之前，对于每个显示图象的区域获得指示 在每个区域显示信息的类型的数据的装置；\n根据获得的指示每个区域所显示的信息的类型的数据，对图象的 每个区域产生驱动电平的装置及\n在显示图象的时候调节对每个区域的驱动的装置。\n相应地，提供了一种用于提供多于一个显示区域的显示的图象的 方法，包括步骤：\n在处理每个区域的信息之前，对于显示的图象的每个区域，获得 指示在每个区域所显示的信息的类型的数据；\n根据先前获得的指示每个区域显示的信息的类型的数据而产生对 图象的每个区域的驱动电平；以及\n在显示图象时，对于每个区域调节驱动电平。\n附图简述：\n图1所示为结合本发明的原理的电视的框图；\n图2所示为实现本发明的实施例过程的步骤；\n图3所示为结合本发明的原理的实例PC的框图；\n图4所示为用于执行本发明的另一个实施例过程；\n图5A和5B描述的是根据本发明的在不同的区域具在不同的显示 素材的显示；以及\n图6是一个允许用户调节每个显示的区域的驱动电平的子程序的 例子。\n优选实施例详述\n图1所示为一个电视接收机，接收用于处理的模拟NTSC电视信号 及因特网信息。图1所示系统具有一个用于在RF频率接收电视信号 RF_IN的第一输入1100及用于接收基带电视信号VIDEO IN的第二输 入1102。信号RF_IN可由诸如天线或有线系统的源提供，而信号VIDEO IN则由如视频盒式录象机(VCR)或游戏机装置(二者均未在图1中示 出)提供。调谐器1105和IF处理器1130以传统的方式工作以用于调 谐和解调包括在信号RF_IN中的一个特定的电视信号。IF处理器1130 产生代表已调谐的电视信号的视频节目部分的基带视频信号VIDEO。IF 处理器还产生一个与音频处理部分(图1中未示出)连接的基带音频 信号，以进一步进行音频处理。尽管图1所示输入1102为一个基带信 号，但电视接收机可包括与单元1105和1130类似的第二调谐器和IF 处理器，以用于从信号RF_IN或第二RF信号源产生一个第二基带视频 信号。\n图1所示的系统还包括一个主微处理器(μP)1110，用于控制电 视接收机的元件，例如调谐器1105，画中画处理单元1140，视频信号 处理器1155，及StarSight数据处理模块1160。此处，术语“微处 理器”代表的各种装置包括：微处理器、微型计算机、微控制器，控 制处理器、及控制器，但并不局限于这些。微处理器1110通过使用广 为人知的I2C串行数据总线协议的串行数据总线I2C BUS发送和接收 命令及数据来控制系统。更具体地说，在μP1110中的中央处理单元 (CPU)1112通过响应由用户提供的，例如经红外(IR)遥控器1125 和IR接收机1122的命令来执行包含在存储器中的如图1所示的 EEPROM1127控制程序。例如，遥控器1125上“CHANNEL UP”特性的 启动使得CPU1112经I2C BUS发送一个与频道数据一起的“改变频 道”的命令给调谐器1105。结果，调谐器1105调谐在频道扫描表中 的下一个频道。存储在EEPROM 1127中的控制程序还包括用于执行图2 所示的操作的软件。\n主微处理器1110还控制用于提供因特网上载或下载信息能力的通 信接口单元1113的工作。通信接口单元1113包括一个调制解调器， 用于经电话线或经电缆电视线与因特网服务商连接。除了接收电视节 目外，该通信能力还允许图1所示的系统提供e-mail能力及与因特 网有关的特性，如网络浏览。\nCPU 1112经包括在μP 1110中的总线1119控制包括在μP 1110 中的功能。特别是，CPU 1112控制辅助数据处理器1115和屏上显示 (OSD)处理器1117。辅助数据处理器1115的一个功能是获取来自视 频信号PIPV的诸如StarSight数据的辅助数据。\nStarSight系统是由StarSight Telecast，Inc.提供的电子节 目指南(EPG)。EPG是一种交互式的，在本地报纸或其它印刷媒体上 可见的电视节目单的屏上对应物。EPG中包含的信息包括节目特征，如 频道数、节目标题、开始时间、结束时间、已用去的时间、还剩余的 时间、节目受欢迎程度(如果能得到的话)、题目、主题以及节目内容 简述。StarSight系统的方案在授予Young等人和StarSight Telecast，Inc的US Pat.Nos.5,353,121、5,479,268和5,479, 266中进行了描述。\n通常只在某一电视频道上接收StarSight数据并且电视接收机 必须调谐该频道以获得StarSight数据。为了防止在电视接收机正常 使用时StarSight数据的获取被干扰，CPU 1112只在不使用电视接 收机期间(例如，2：00AM)通过调谐该频道来开始StarSight数据 的获取。那时，CPU配置解码器1115，这样辅助数据由诸如用于 StarSight数据的线16的行线间隔获得。CPU 1112控制从解码器 1115经I2C BUS到StarSight模块1160的获取的StarSight数据 的传输。该模块的内部处理器格式化并且存储数据到模块内的存储器 中。通过响应已经启动的StarSightEPG显示(例如，用户启动遥 控器1125上的某个键)，CPU 1112将格式化的StarSightEPG显示 数据由StarSight模块1160经I2C BUS传输到OSD处理器1117。\nOSD处理器1117以传统的方式运行以产生R，G，和B视频信号 OSD_RGB，则当信号与显示装置连接时，将产生代表诸如包括EPG或下 述的由因特网下载的图形和/或文本的图形和/或文本的屏上显示信 息的显示的图象。OSD处理器1117还产生控制信号FSW，在屏上显示 被显示时，该信号控制插入信号OSD_RGB到系统视频输出信号的快速 转换。例如，当用户启动EPG时，如通过启动遥控1125上的某个开关， CPU 1112启动处理器1115和1117，这样处理器1115经I2C BUS首 先请求和接收来自StarSight模块1160的EPG数据。随后处理器 1117产生代表闭路字幕数据的信号OSD_RGB。处理器1117还产生指示 何时显示EPG的信号FSW。\nOSD处理器1117的另一个功能是通过与通信接口单元1113和辅 助数据处理器1115结合使用，产生由因特网获得的计算机文本和图 形。通信接口单元1113将模拟信息解调为数字格式并将其传送到辅助 数据处理器1115以做进一步的处理。随后，OSD处理器将这个数字信 息格式化为RGB信号，以适于视频信号处理器1155的使用。如上所述， OSD产生控制信号FSW，该信号在因特网图形或文本被显示时控制用于 插入信号OSD_RGB到系统视频输出信号的快速转换。\n视频信号处理器(VSP)1155执行传统的视频信号处理功能，如 亮度和色度处理及对比度和亮度调节。由VSP 1155产生的输出图象信 号适于与显示装置，如显象管或LCD装置(图1中未示出)连接以产 生显示的图象。VSP 1155还包括一个快速转换，在图形和/或文本包 括在显示的图象当中时，用于将由OSD处理器1117产生的信号连接到 输出视频信号路径。快速转换由控制信号FSW控制，该控制信号是在 文本和/或图形显示时由主微处理器1110的OSD处理器1117产生 的。\nVSP 1155的输入信号是由画中画(PIP)处理器1140输出的信号 PIPV。当用户启动PIP模式时，信号PIPV代表在其中插入了小画面(小 象素)的大画面(大象素)。当关闭PIP模式时，信号PIPV仅代表大 象素，即，信号PIPV不包括小象素信号。PIP处理器1140以传统的 方式，通过使用包括在单元1140中的诸如视频开关、模拟到数字转换 器(ADC)、RAM、及数字到模拟的转换器(DAC)的性能来提供所述的 功能。\n如上所述，并如图5A所示，当主画面502在显示电视广播频道时， 电视的PIP图象500的子画面501可用来表现来自因特网的文本和/ 或图形信息，或来自EPG的文本和/或图形信号。这可通过将处理过 的数字信号由OSD处理器1117直接提供给PIP处理器的一个输入来实 现。众所周知，在本技术领域中，通常包含在PIP处理器1140中的视 频开关接收所有的信号输入(例如，如图1所示的VIDEO，VIDEO IN， 和来自OSD的信号)。随后，在适当的主和子画面的扫描期间，主微处 理器1110控制下的PIP处理器选择和转换适当的信号以显示。传统的 二次取样技术用来形成子画面。\n对于一个EPG显示来说，通过响应快速切换信号FSW，包括在EPG 显示中的显示数据由OSD处理器1117产生并且被包括在来自VSP1155 的输入信号中。当控制器1110检测到EPG显示启动时，例如，当用户 按下遥控器1125上适当的键时，控制器1110使得OSD处理器1117产 生使用诸如来自StarSight模块1160的节目指南数据的信息的EPG 显示。通过响应信号FSW，控制器1110使VSP 1155将来自OSD处理 器1117的EPG显示数据与视频图象信号结合起来，从而产生包括EPG 的显示。EPG可占用显示区域的全部或仅占用一部分。\n当EPG显示启动时，控制器1110执行存储在EEPROM1127中的另 一个控制程序。该控制程序监视定位指示器的位置，例如在EPG显示 中的光标和/或高亮。用户通过使用遥控器1125的指示和选择键来控 制定位指示器的位置。另一方面，该系统可包括一个鼠标装置。控制 器1110检测选择装置的启动，如点击鼠标按钮，并且结合显示的EPG 数据来评估当前的鼠标位置信息，从而确定希望的功能，如，调谐某 一个节目。控制器1110随后启动与所选性能有关的控制操作。\n用于执行实施例的合适的元件的例子包括一个由SGS-Thomson Microelectronics生产的ST9296微处理器，用于提供与μP1110有 关的性能；一个由Mitsubishi生产的M65616画中画处理器，用于提 供与PIP处理器1140有关的所述的基本PIP功能；及一个由Sanyo生 产的LA7612视频信号处理器，用于提供VSP 1155的功能。\n根据本发明，在包含在存储器EEPROM 1127中的控制程序指导下 的主微处理器1110将指导视频信号处理器1155经总线I2C BUS为 显示提供适当的驱动电平。如图2所示的处理步骤，当视频信号处理 器向画面光栅提供驱动电流时，主微处理器1110将首先确定光栅属于 哪块区域。例如，一个区域可能是在PIP模式中的主或子画面。正如 上面所讨论的，主画面可能显示电视图象而PIP的子画面可能显示因 特网的文本和/或图形或EPG，反之亦然。\n随后，如图2的步骤210，220和230所示，主处理器1110决定 显示的素材是否为：1)计算机文本/图形图象，如由因特网获得的信 息，2)电视广播图象，或3)OSD信息，如EPG。通过协调和监视OSD 处理器1117，CPU1112，及辅助数据处理器1115的操作，主微处理器 1110做出这个决定。随后，主微处理器1110将提供一个控制信号给 视频信号处理器，这样在相关的扫描间隔，视频信号处理器1155可为 所显示的某个素材的显示提供希望的视频电平。\n另外，图1包括一个与微处理器1110连接的控制开关1118。控 制开关1118可用来选择电视机的操作模式。例如，当用户选择“自动 模式”时，电视机自动操作以调节如上所述的每个显示区域的驱动信 号的图象特性。当开关处于“手工模式1”的位置时，用户仅能调节全 屏的图象特性。当开关处于“手工模式2”的位置时，电视可提供一个 用户的快捷方式，以选择每个区域的希望的图象特性。本发明的这个 方案将根据图3和4的PC的实施来作进一步的描述。\n图3所示为根据本发明的执行视频驱动控制系统的电子器件的另 一个例子。该实施例为一个计算机系统，具有一个安装在其计算机的 一个插槽中的电视调谐卡。\n计算机系统10受CPU处理器110的控制。该计算机包括一个显示 处理器130，用于控制相关的显示监视器136的显象管驱动器135。经 将在后面讨论的计算机操作系统，受CPU处理器110控制的显示处理 器130为每个象素提供一个希望的驱动电平。\n计算机系统10包括一个电视调谐卡100，用于接收将要显示的电 视信号。如图5B所示，正如我们所知的，可在Windows操作系统下在 一个窗口显示电视图象，同时在其它的窗口执行其它的计算机应用。 可与IBM兼容PC一起使用的具有电视调谐的扩展卡的例子是由加拿大 的ATI Technologies Inc.制造的“All-In-Wonder”TM卡。\n图4所示为形成图3的系统的性能的流程图。在图4中，PC的操 作系统具有一个视频处理子程序400，用来根据本发明的原理为显示的 每个象素提供合适的驱动控制。\n在显示扫描过程中显示监视器136上显示每个象素时，包含视频 处理子程序400的操作系统提供给显示处理器130诸如关于每个象素 对比度和亮度特性的强度信息。这个强度信息通常对应显示器上的每 个象素的R，G，和B驱动电平。\n操作系统识别窗口或区域的位置和边界，因为操作系统负责在所 显示的不同应用之间协调资源。因此，如步骤401所示，当在CRT扫 描过程中显示每个象素时，操作系统首先确定这个象素属于哪个区域 或应用。\n如步骤402所示，一旦该象素被确定，则操作系统从相应的应用 程序获得这个象素的正常驱动电平(X)。一个应用中的象素的驱动电 平(X)在内部通常以数字表示，它以最大驱动电平的分数来表示。尽 管许多的电平未被包括在内，但这些分数可被认为是诸如0，0.25， 0.50，0.75，和1.00。\n如步骤403所示，为了根据所显示素材或信息的类型来执行区域 的要求的控制，这些从在一个窗口显示的应用中接收的驱动数字将与 另一个值Y相乘。另外的值Y是一个与目前正在扫描的窗口有关的衰 减数。例如，对应于实况图象类型或电视广播图象的高驱动(high- drive)图象区域可能有一个指定的衰减值Y为1.0(没有衰减)，但 与计算机相关的文本/图形区域可能有一个指定的衰减值Y为0.25 (衰减四分之一)。\n随后，在一个窗口出现的属于某一类型的每个象素被指定为一个 相关的，最终的衰减电平或驱动信号电平Z。如步骤404所示，这个躯 动电平Z是通过在区域中每个象素的正常应用视频电平X与为该区域 或窗口指定的衰减值Y相乘获得的，它引起与其展现的素材的类型相 适应的每个区域驱动视频电平的独立控制。随后，这个值Z提供给显 示处理130，则该处理器将以每个象素的适当的电平驱动显象管驱动 135和相关的显示136。随后重复显示图象的每个象素的这个过程，直 到系统10关闭为止。\n根据本发明的另一个方案，图3所示的系统可提供一种用户接口 特性以提供屏幕上每个窗口或应用的最终驱动电平的用户调节。这个 功能与上述的当图1所示的电视开关1118在“手工模式2”的位置时 相似。\n根据本发明，在图6的流程图中所示的步骤600至606形成用户 接口特性。图6所示的该特性可作为由图3所示的系统的CPU 110实 施的操作系统的一个子程序执行。如步骤600所示，用户可在计算机 系统10的键盘(未示出)上按下一个键来启动这个特性。随后，如步 骤603所示，计算机系统10经显示屏136提示用户输入屏幕上显示的 每个区域的一个新的，主要(overriding)的衰减值。一旦用户输入 了这个值，计算机系统将以这个新的值Y取代先前源自CPU处理器的 旧的衰减值Y，从而使得这个特殊窗口的最终驱动电平可根据用户的口 味来调节。这样用户可手工地调节正在计算机屏幕上显示的每个区域 的驱动电平。\n如果愿意的话，根据本发明的上述概念可以扩展到展示素材的数 字类型的控制的几个电平，从而根据内容优化每个区域的驱动电平。\n可以理解，这里所描述的实施例及变化仅仅是为了说明，在不脱 离本发明的范围和精神的情况下，本领域的一般技术人员可以实现各 种的改进。