[发明专利]电视的垂直变焦和扫调

说明书

本发明涉及具有对多个非同步视频信号的多画面显示的电视技术领域，特别是涉及具有宽显示格式比屏幕的这种电视。现在的大部分电视其显示格式比(即水平宽度与垂直高度比)为4∶3。例如为16∶9的宽显示格式比更接近电影的显示格式比。本发明既适用于直观式电视，也适用于投影电视。

显示格式比为4∶3(常称为4×3)的电视在显示单个和多个视频信号源的方面受到限制。商业电视广播台传输的电视信号(实验性资料例外)是用4×3显示格式比播出的。许多电视观众都感到4×3显示格式看起来没有与电影相关的较宽的显示格式比悦目。宽显示格式的电视不仅显示效果更为悦目，而且能以相应的宽显示格式对宽显示格式的信号源信号进行显示。电影“看起来”就应该象电影，不应该是其画幅受到限制或畸变的版本。视频源无论是当例如用电视电影机将影片变换成电视，或者用电视中的处理器进行变换时，其画幅都不应受到限制。

宽显示格式比电视还适用于各式各样的显示，既适用于普通的和宽显示格式的信号，也适用于这两种显示格式在多画面显示形式下的组合显示。但使用宽显示比屏幕带来许多问题。要改变多信号源的显示格式比，要从非同步但同时显示的信号源产生出一致的定时信号，要在多个信号源之间进行切换以产生多画面显示，还要从压缩的数据信号提供高清晰度的图象，这些都属于上述问题的范围。本发明的宽屏幕电视能解决所有这些问题。根据本发明的各个方面，宽屏幕电视能从具有相同或不同显示格式比的单个和多个非同步源提供高清晰度的单个和多个画面显示，而且显示格式比可加以选择。

现今消费者可购得的影像产品几乎会全部都具有4×3的格式显示比，然而影像制作的格式显示比的变化范围却很宽。如果影像制作时采用的宽高比大于4×3，则要在消费者的电视机显示之前进行宽高比变换，否则就会产生画面畸变。宽高比变换的一种方法就是已知的“信箱投递”法(letterboxing)。信箱投递法在损失各场显示行数目的条件下保持较多(或全部)的水平信息。按16×9格式产生的视频源在其变换为4×3“信箱”(letterbox)格式时各场含有181行。各场中未被采用的多余行可被置为平的场黑(或灰)电平。较高的宽高比的源将按比例地每场含有较少行。

宽屏幕电视机(如下面将要举例描述的)可具有格式显示比为16×9。这就为具有较大灵活性的信箱格式显示信号提供了一个机会。原先按16×9宽高比产生的信箱信号可被变焦(亦即被扩展)，以在垂直方向上填满屏幕而不损失水平信息或畸变。自动信箱检测器基于假设视频信号不具有起作用的视频信号，亦即基本上恒定的亮度值不高于阈值。另一种方法是，可通过计算视频场中各行的两个斜率来实现信箱检测。第一个斜率(被指定为正斜率)是通过从当前行的最大值减去前一行的最小值而产生的。第二个斜率(被指定为负斜率)是通过从前一行的最大值减去当前行的最小值而产生的。这两个斜率中的任一个斜率都可能具有正值或负值，这取决于场景的内容，但两个斜率都是负值时可以忽略不计。如果有一个斜率是超过可程序化的阈值的一个正值，则视频被认为是呈现在当前行或在前一行上。微处理器可以使用这些寄存器数值来确定该视频源是否为信箱格式。还有一种替代方法(在附图中未示出)，其中自动信箱检测器可以包括一个译码电路，用以对识别作为信箱格式的信号的信箱信号源载带的信号或码字进行译码。

自动信箱检测器可形成垂直尺寸控制电路的一部分。该垂直尺寸控制电路包括一个信箱检测器和一个垂直显示控制电路。垂直消隐和垂直复位脉冲可作为分离信号或作为单一的三电平信号而被传送。自动信箱检测电路可自动地实施包括16×9格式显示比信箱显示的4×3格式显示比信号的垂直变焦或扩展。当该输出信号变为起作用的时，垂直偏转高度增加4/3，这允许信箱信号的起作用的视频部分填满该宽屏幕而无图像宽高比畸变失真。

根据本发明装置，垂直显示控制电路还控制过扫描光栅的哪部分将在屏幕上被显示，这个特点称为“垂直扫调”。如果垂直过扫描视频信号不是用信箱格式，则常规视频格式的画面可被变焦(亦即被扩展)以模拟宽屏幕格式。在这种情况下，由4/3垂直过扫描所剪掉的画面部分会含有起作用的视频信息。需要在垂直方向上剪掉画面的1/3。如果不加以进一步控制，顶部1/6和底部1/6总是会被剪切掉。然而，根据画面内容可要求画面的顶部比底部要多剪掉一些为好，反者亦然。如果所有的活动都在地平面处，观看者可能喜欢剪掉更多的天空就是一个例子。垂直扫调能力允许对变焦画面的哪部分将要显示和哪部分将要剪掉作出选择。

图1(a)-1(i)用以说明宽屏幕电视的不同显示格式；