本发明涉及视频数据处理。

结合个人计算机和电视功能(PC/TV系统)的家庭娱乐系统日益成 为通用用户交互式多源和多目的的通讯装置。这样的多媒体系统为 了响应用户请求的多种应用需要在多个地点之间以不同数据格式通 信。例如PC/TV系统可以接收来自卫星或陆地源的数据，所述卫星 或陆地源包括：高清晰度电视(HDTV)广播、多点微波分配系统(MMSD) 广播和数字视频广播(DVB)。PC/TV系统也可以经过电话(例如Internet) 和同轴线(例如电缆TV)以及从象数字视频光盘(DVD)、CDROM、甚 高灵敏度(VHS)和数字VHS(DVHSTM)类型的重放机的远端和本地源 接受和发送数据。

这样的通用PC/TV娱乐系统需要各种不同的屏幕显示(OSDs)供 来自不同源的视频节目内容的使用或者用于不同的应用场合。电视 和多媒体系统中多种不同OSDs的处理受到时间、存储器尺寸以及其 它实际局限的约束。按照本发明的系统提供一种有效适应数据处理 约束的OSD管理和控制系统。

使用多个与对应的OSD内容相联系的不同标题便于实现有效和 灵活的OSD管理和控制系统。每一个标题包含用于解释和显示OSD 象素映像图的唯一的显示特征或者一组显示特征。在使用这种系统 时，OSD的表示和修改包含选择与OSD关联的、具有所需的用于表 示和修改OSD显示特征的标题。

在附图中：

图1示出按照本发明用于处理OSD标题和内容数据的典型的家 庭娱乐系统，

图2进一步说明图1中示出的典型的家庭娱乐解码器系统的 MPEG解码器和视频存储器，

图3说明传统的MPEG解码器和视频存储器配置，

图4是说明传统的OSD检索处理的流程图，

图5说明传统的OSD数据格式，

图6说明本发明的MPEG解码器和视频存储器配置，

图7是说明本发明的OSD检索处理的流程图，以及

图8说明本发明的OSD数据格式。

从下面作为例子给出的说明，本发明的特征和优点将变得更明 显。

现参考图1，图中示出了按照本发明原理工作的典型的数字视频 接收系统的方框图。该视频接收机系统包括天线10和输入处理器15、 解调器20和解码器30，其中输入处理器15用于接收用载有音频、 视频、和关联数据的信号调制的广播载波并将其数字化，解调器20 用于接收来自输入处理器15的数字输出信号并将其解调，解码器30 输出一种格式结构的信号，后者被解码、映像成字节长度数据段、 被去交错和RS(Reed Solomon)纠错。解码器单元30的已纠错的输出 数据为MPEG兼容的传输数据流形式，它包含表示多路复用的音频、 视频和数据成分的节目。

视频接收机系统还包括调制解调器80，后者可以通过电话线连 接到服务器83或者连接服务87，使得视频接收机系统能通过电话线 接收各种格式(例如：MPEG、HTML、和/或JAVA的数据。

处理器25处理从解码器30和/或调制解调器80输出的数据，使 得处理后的数据能按照用户通过遥控单元125输入的请求显示在显 示单元75上或存储在存储介质105中。更准确地说，处理器25包 括解释通过遥控单元接口120从遥控单元125接收到的请求的控制 器115，并且适当配置处理器25的元件，以便执行用户请求(例如： 信道、Web网点和/或OSD显示)。在一种典型方式下，控制器115 配置处理器25的元件，以便提供MPEG解码数据和在显示单元75 上显示的OSD。在另一种典型方式下，控制器115配置处理器25的 元件，以便提供MPEG兼容的数据流，通过存储装置90和存储接口 95存储在存储介质105上。在再一种典型方式下，控制器115配置 处理器25的元件，用于其他通信方式，例如用于通过服务器83或 连接服务87接收双向的(例如：Internet)通信。

处理器25包括解码PID选择单元45，后者识别在传输流中选 择的包并且为其确定从解码器30到传输解码器55的路由。来自解 码器30的传输流被传输解码器55多路分解成音频、视频和其它数 据成分并且被处理器25的其它元件进一步处理，下面进行更详细的 描述。

提供给处理器25的传输流包含具有节目信道数据、辅助系统定 时信息以及象节目内容等级和节目指导信息的节目特定信息的数据 包。传输解码器55将辅助信息包引导到控制器115，后者对所述辅 助信息进行分析、分类、并装配成分层排列的表。各个包含用户选 择节目信道的数据包被识别并且利用装配节目特定信息将其装配。 系统定时信息包含时间基准指示符和关联的校正数据(例如：白天保 存时间指示符和调整时间偏差、跳年等的偏差信息)。这种定时信息 足以让解码器把时间基准指示符转换为时钟(例如：美国东海岸的时 间和日期)，用于建立节目广播电台将来传送节目的时间和日期。时 钟可用于将预定节目处理功能，例如节目播放、节目录制、节目重 放等初始化。再者，节目特定信息包含条件接入、网络信息、身份 识别和启动图1中系统的连接数据，以便调谐到所需的信道以及装 配数据包以便形成完整的节目。节目特定信息还包含辅助节目内容 等级信息(例如：年龄的适合等级)、节目指导信息(例如：电子节目 指导(EPG))、与广播节目关联的描述文本以及支持对这种辅助信息识 别和装配的数据。

传输解码器55向MPEG解码器65提供MPEG兼容的视频、音 频和子图流。视频和音频流包含表示被选择的信道节目内容的压缩 的视频和音频数据。子图数据包含与信道节目内容关联的信息，例 如等级信息、节目描述信息等等。

MPEG解码器65与随机存储器(RAM)67合作，以便将来自单元 55的MPEG兼容的包结构的音频和视频数据解码和去压缩，并且向 显示处理器70提供去压缩节目表示像素数据。解码器65也装配、 分类和解释来自单元55的子图数据，以便产生输出给内部OSD模 块(见图2、3和6)的格式化节目指导数据。OSD模块与RAM67合 作，以便处理子图数据和其它信息，从而产生像素映像数据，该像 素映像数据表示副标题、控制、和信息菜单显示，所述菜单显示包 括可选菜单选项和按照本发明用于显示在显示设备75的其它项目。 所显示的控制和信息菜单使得用户能够选择观看的节目以及安排将 来节目处理功能，后者包括调谐接收所选择的收看节目、将节目录 制到存储介质105、以及从介质105重放节目。

在控制器115的指导下以交叠像素映像图数据的形式产生控制 和信息显示，包括OSD模块产生的文本和图形。来自该OSD模块 的交叠像素映像图数据在控制器115的指导下与来自MPEG解码器 65的去压缩像素表示数据组合并且同步。组合后的表示被选信道视 频节目的像素映像图数据与关联的子图像数据一起被显示处理器70 编码并输出到设备75以便显示。

本发明的原理可以应用于陆地、电缆、卫星、Internet或计算机 网络广播系统，其中编码类型或调制格式可以变化。例如，这样的 系统可以包括含有其它类型编码数据流的非MPEG兼容系统和其它 传送节目特定信息的方法。此外，尽管以处理广播节目的形式描述 了该公开的系统，但这只是示范性的。例如，术语“节目”用来表 示任何形式的分组化数据，例如音频数据、电话消息、计算机程序、 Internet数据或其它通信。

图1的结构不是唯一的。可以按照本发明的原理而派生出其它 结构而达到相同的目的。再者，图1中处理器25的元件功能可以整 个或者部分地在微处理器的编程的指令范围内实现。另外，本发明 的原理适用于任何形式的MPEG或非MPEG兼容的电子节目指导。

现参考图2更详细地说明MPEG解码器65和视频RAM67。解 码器65包括先进先出(FIFO)缓冲存储器130，后者按照要求接收来 自传输解码器55的视频数据包，并且借助存储器控制器132将他们 结合成较大的段，给RAM67的为解码和去压缩的保留的134部分。 在存储器控制器132的控制下对视频RAM67寻址。RAM67的134 部分包括用于存储接收到的视频数据包的速率缓冲器部分和存储在 解码及去压缩操作期间的视频信息帧的帧存储部分。视频显示单元 140将存储的视频数据包解码和去压缩，以便形成视频图像分量序 列。为了这一目的，视频显示单元140通过存储控制器132、按照 需要请求来自134部分的解码和去压缩部分的数据。视频图像分量 序列与显示处理器70所产生的场、行及像素速率信号同步。控制器 115产生的控制数据被控制器接口单元142接收并通过内部控制总 线被耦合到MPEG解码器65的各个元件。

MPEG解码器65的OSD部分包括OSD显示单元144，后者通 过存储控制器132与RAM67的OSD标题存储块136和OSD像素 映像图或位图存储块138通信，下面将更详细地描述。视频接收机 初始化时，控制器115产生多个像素映像图和关联的像素映像图标 题并且通过控制器接口142和存储控制器132将它们存储在存储器 138和136的OSD像素映像图和OSD标题块中。

输出多路复用器146在OSD显示单元144的控制下将OSD显 示单元144的输出信号(图形图像分量)与视频显示单元140的输出信 号(视频图像分量)组合并且将该视频和图形的组合体传送到显示处理 单元70用于显示在显示单元75上。

现参考图3，它示出传统的OSD管理和控制配置。除了别的以 外，存储控制器132包括OSD标题指针(OHP)寄存器148和存储器 存取文件(MAF)寄存器150，便于存储和检索存储器67中OSD标题 块136和OSD像素映像图块138中的OSD数据。存储控制器132 响应来自OSD显示单元114的请求、管理存储器67中OSD数据的 存储和检索。视频接收机初始化时，将多个OSD结构存储在存储器 67中。每一个OSD数据结构包括存储在存储器67的标题块136中 的OSD标题(例如：“OSD1”、“OSD2”和“OSD3”标题)和存储 在存储器67的像素映像图块138中的OSD像素映像图(例如： “OSD1、“OSD2”和“OSD3”像素映像图)。按照传统的OSD 缓冲技术，对存储在像素映像图块138中的每一个OSD像素映像图 都有一个存储在标题块136中的单个OSD标题。每一个OSD标题 包含像素映像图块138中关联的像素映像图的存储单元以及一组显 示特征，后者确定该关联的像素映像图将怎样被显示处理器70处理 和怎样被显示单元75显示。例如“OSD1”标题包含“OSD1”像素 映像图的存储单元以及一组确定“OSD1”像素映像图将怎样被处理 和显示的显示特征。所述显示特征包括(但不限于)OSD侧画面(side panel)的有无、像素压缩的使用、每像素比特数、YUV或YIQ比色 法、透明度、OSD尺寸、OSD格式(例如：隔行的或顺序的)、OSD 颜色表、OSD混合比、OSD分辩率、宽高比、水平像素复制、垂直 像素复制、OSD屏幕位置。图5中说明某些典型的OSD标题和OSD 像素映像图数据结构。象上面讨论的那样，每一个OSD标题167与 不同的OSD像素映像图168相联系。

现结合图3参考图4，图中示出传统的OSD检索过程151。最 初在步骤152，OSD显示单元144接收来自控制器115的要求在显 示单元75显示OSD(例如，象图5中示出的图形图像)的OSD显示请 求。在步骤154，OSD显示单元144响应控制器的请求向OHP寄存 器148发送存储器存取请求。在步骤156，OHP寄存器148通过将 对应于所需的OSD像素映像图的OSD标题写入MAF寄存器150来 为所述请求服务。在步骤158，OSD显示单元144读取上述OSD标 题以便确定像素映像图块138中OSD像素映像图的位置。一旦确定 了像素映像图的位置，OSD显示单元144设置存储控制器132中的 OSD地址以及要求存储控制器132将所设地址的图像读入MAF寄存 器150。然后在步骤160，OSD显示单元144确定检索到的OSD标 题中的显示特征是否与OSD显示请求中的显示特征一致。例如，检 索到标题的显示特征可能表示关联的像素映像图将以兰色图像的形 式显示在显示器75的上部，而请求的显示特征是用于以绿色图像的 形式把关联的像素映像图显示在显示器的下部。如果OSD标题的显 示特征与所请求的OSD显示特征一致，则在步骤162中OSD显示 单元144将OSD像素映像图和关联的显示特征(象OSD标题中提供 的那样)传送到显示处理器70。如果OSD标题的显示特征与所请求 的OSD显示特征不一致，则在步骤164中OSD显示单元144把所 述显示特征重新写入检索到的OSD标题中和/或重画OSD像素映像 图，以便在步骤166将OSD像素映像图(重画的OSD像素映像图)和 关联的标题传送到显示处理器70之前包含所请求的显示特征。重写 OSD标题和/或重画OSD像素映像图导致来自控制器115的OSD请 求与具有所需的显示特征的OSD显示之间的时延。换句话说，修改 OSD标题和关联的OSD像素映像图所需要的多重存储指令导致OSD 显示的时延。应当指出，如果当视频接收机处在实时进程中(例如显 示视频节目)时出现OSD请求，则OSD的显示的时延可能导致向用 户显示的影像中断或失真(例如出现影像异常)。

现参考图6，它说明了本发明的改进的OSD管理和控制配置。 本发明的改进的OSD管理和控制配置大大地减小了使用图3中传统 的OSD管理和控制配置遇到的时延。根据本发明的配置，在视频接 收机初始化时，把多个OSD数据结构存储在存储器67中。更准确 地说，本发明的每一个OSD数据结构包括存储在存储器67的像素 映像图块138中的OSD像素映像图和存储在存储器67的标题块136 中的多个关联的OSD标题。因而，按照本发明的OSD缓冲技术， 对于每一个存储在像素映像图块138中的OSD像素映像图(例如 “OSD1”像素映像图)有多个存储在标题块136中的OSD标题(例如 “OSD1a”、“OSD1b”和“OSD1c”标题)。每一个OSD标题包 含关联的OSD像素映像图的存储单元和确定OSD像素映像图将怎 样在显示单元75上显示的唯一的显示特征或一组显示特征。图8中 举例说明了典型的多OSD标题192和单个OSD像素映像图194的 数据结构190。

现结合图6参考图7，图中示出了本发明的OSD检索处理170。 首先在步骤172，OSD显示单元144接收来自控制器115的OSD显 示请求。在步骤174，OSD显示单元144响应所述控制器的请求向 OHP寄存器148发送存储器存取请求。在步骤176，OHP寄存器148 通过向MAF寄存器150写入对应于所需的OSD位图并且与请求的 显示特征一致的OSD标题。在步骤158，OSD显示单元178读取OSD 标题以确定像素映像图块138中OSD像素映像图的位置。一旦确定 了像素映像图的位置，OSD显示单元144设置存储控制器132中OSD 地址并且请求存储控制器132将所设地址的图像读入MAF寄存器 150。然后在步骤180，OSD显示单元144将OSD像素映像图和关 联的显示特征(象OSD标题中提供的那样)传送到显示处理器70。应 当指出，由于为每一个像素映像图设置多个标题，因而不存在重写 OSD标题以及重画OSD像素映像图。最好有象关联的像素映像图的 显示特征的组合体一样多的标题。因而利用来自OSD显示单元144 的单个存储指令，就可以从存储器76中检索OSD(与需要检索和重 写具有错误显示特征的OSD标题的多指令情况相反)。而且，为每一 个像素映像图设置多个标题(每一个标题有唯一的显示特征或一组显 示特征)有助于有效的OSD选择、OSD修改和OSD显示，而没有重 写和/或重画时延。

虽然已经参考最佳实施例描述了本发明，但是，显然，在不脱 离本发明精神和范围的情况下可以对所述实施例作出各种改变，就 象从属权利要求定义的那样。