专利名称：用于提供引导图象窗口的抽取方法
技术领域：
本发明一般涉及图形/视频显示系统和方法，更特别地，涉及用于优化图形/视频显示，例如引导图象(picture-in-guide“PIG”)窗口和其存储需求的方法和系统。
传统地，大多数电视系统不能够最优地使用可用的资源，例如存储器空间或者处理器带宽来有效地通过引导图象窗口向一个用户提供信息。所以，就需要一个方法和系统来使用需要最小存储器的一个较小引导图象屏幕提供一个实时和高质量的视频。
在一个实施方式中，本发明的这个系统包括在引导窗口中具有一个图象的一个电子节目指南系统，用于产生一个视频信号的一个调谐器，被连接到这个调谐器来接收这个视频信号并且根据所接收的信号来产生点的一个解码器，被连接到这个解码器来执行一个实时加权平均以选择点的一个子集的一个引导图象产生器；和用于在一个显示器上的引导图象窗口中显示点的这个子集的一个显示产生器。
本发明的很多特征将能够通过参考下面的详细描述，并且联系附图而得到更容易的理解。
根据本发明的一个实施方式，这个PIG显示包括在一个插入到较大图形指南中的小窗口中显示一个被调谐电视节目的一个实时视频图象。这个PIG显示向观看者提供了很多选项。这个观看者可以继续观看在她或者他进入这个指南以前在观看的电视节目，而同时浏览指南中的电视节目编排信息。替代地，被显示在这个引导图象窗口中的节目可以对这个指南中一个被选择的频道作出响应而发生改变，当这个观看者用光标选择指南中所列的节目时。这个观看者也可以停止(pull up)PIG显示来发现关于她或者他正在观看的节目的更多信息，例如开始/停止时间或节目摘要，同时继续观看在嵌入引导图象窗口中的节目。
图1显示了包括一个格栅部分22和一个图象窗口12的一个电子节目指南(EPG)的一个PIG显示10。这个图象窗口12，以后被称作引导图象窗口，包括以全屏幕视频显示而显示的电视节目的一个视频图象，但是尺寸减小了，一般在宽度和高度上减少一个因子3，即，为屏幕大小的1/9。但是，其它缩小因子也可以被使用，并且在本发明的范围内。在窗口12的下面是面板Ad窗口14和16(“Ad窗口”)。窗口12，14，16中的每一个典型地占据了大约总屏幕面积的1/9。一个PIG系统中另一个可能的屏幕显示是一个全屏幕的图形显示。这个引导图象窗口也可以被用于显示包括物品，服务，或者电视节目的文本和视频预览的广告。
这个PIG显示10的格栅部分22占据了这个屏幕的大部分。这个格栅部分一般包括文本，图标，和几个不同颜色的背景图形。这个图形包括文本或者屏幕部分的高亮部分。在一个电子节目指南系统中，这个观看者一般可以浏览不同的指南而不需要改变被显示在引导图象窗口12中的电视节目。这个屏幕区域的剩余部分(从这个屏幕的顶部到底部)典型地被一个动作按键条18，一个导航工具条20，和一个信息框24(“详细信息区域”)所占据。
在本发明的一个实施方式中，当这个观看者将一个光标放置在被并排放在这个格栅部分中的一个不同频道指定52或者节目上时，这个系统自动地将相关的调谐器调谐到被选择的频道上，并且在这个引导图象窗口12中显示被在这个频道上所广播的节目。
根据本发明的一个实施方式，产生一个PIG显示10所需要的部件被提供在将嵌入到电视机，PC/TV，VCR，独立的单元，卫星接收器，或者类似的设备中的一单个芯片中。通过在一单个芯片中提供所有的部件，整个封装的大小可以被减小，并且这个芯片的整个门数量和总线接口大小也可以被减小。
图2是被提供在一单个芯片21上的、根据本发明的一个实施方式的部件的一个框图。这些部件包括一个微处理器30，一个存储器控制器或者直接存储器访问(DMA)设备31，同步再生电路(同步)28和78，VBI限幅器37，NTSC解码器79，引导图象产生器32，点时钟产生器38，显示产生器34，颜色空间转换器60，数字到模拟转换(DAC)36，数字视频输出80。
微处理器30通过双向通信路径来配置和协调芯片21上所有其它部件的活动，而不需要参与任何数据移动操作，例如通过DMA引擎31将EPG数据写入到存储器中的VBI限幅器37。通过提供地址信息和或者提供数据(在一个写入的情形下)或者接收数据(在读取数据的情形下)，使用DMA引擎作为一个代理，这个微处理器30访问RAM 26。
优选地，这里仅有一个RAM，但是本发明可以有任何数目的RAM。这个RAM和微处理器30可以是芯片21的一部分，或者也可以是芯片21的外部部分。决定使用内部的或者是外部的RAM和/或者微处理器是由经济和技术等方面的限制因素来决定的。RAM 26可以被四个不同的部件所访问微处理器30，引导图象产生器32，VBI限幅器37，和显示产生器34。当所有这四个部件同时竞争访问这个RAM时，这对RAM产生了一个高的访问负担。如果不能够同时满足所有的访问请求(或者通过使用每周期可以访问几个字节的一个RAM，或者可以使用几个RAM，或者使用其周期时间比这个芯片周期时间快几倍的一个RAM)，就需要一个复用设备来解决部件之间的仲裁问题。所以，微处理器30，引导图象产生器32，VBI限幅器，和显示产生器34中的每一个可以通过DMA 31来访问RAM 26。这个DMA是一个复用和仲裁电路，它通过依次在这四个部件之间进行访问切换来实现对RAM 26的共享。这个DMA可以包括缓冲存储器，来临时保存在访问周期之间从顺序外部件输入的数据。这个DMA 31将文本和视频数据保存在RAM 26的正确地址，然后当需要时，从这个RAM 26中的一个被选择地址处检索合适的数据。
在一个实施方式中，这个系统可以接收从两个独立的调谐器50来的两个独立的视频信号。在带两个调谐器的一个单元中，这允许芯片21能够从一个频道收集数据，而同时，这个用户可以浏览不同频道中的指南。另外，带比两个多的调谐器，用于接收比两个多的视频信号以在多个引导图象窗口中显示也是可能的。在带一个调谐器的一个单元中，这两个视频输入均可以被连接到这一个调谐器。
来自一个调谐器50的图象视频输入76被连接到NTSC解码器79。这个NTSC解码器拾取一个模拟输入，并且以所需PIG图象质量所需要的足够分辨率，使用R，G，B或者Y，U，V格式输出数字点。
为了实现在一个PIG系统中所使用的一个低成本PIG设备，在这个视频数据被保存在一个存储器设备中以前，这个输入视频数据被进行抽取。这样，所产生的PIG具有一个有限的分辨率。在一个实施方式中，一个加权平均算法被用于从9个点中选择一个点(9取1的抽取)。输入的数字化视频数据被缓冲保存在一个低成本存储器中，例如一个移位寄存器中，来执行平均算法。
例如，对一个紧邻平均，当前行中一个滑动窗口(9个点)的相邻点，前两个行被保存这个缓冲存储器中(移位寄存器)，并且对它们执行所希望的平均算法来获得每9个点的一个加权点。然后，所产生的点被转换为视频信号，以显示在一个引导图象窗口中，或者它被保存在将被引导图象窗口显示所使用的存储器中。对一个9点的滑动窗口，仅需要缓存前两个行的视频数据。
现在参考图3，滑动窗口130包括9个点。前两行l和m被进行缓存。当新行中的点Pnj+1到达时，就执行平均算法，并且实时输出所产生的(加权)点。当下一个点Pnj+2到达时，它被进行缓存，但是，平均算法不被执行直到点Pnj+3和Pnj+4到达了。当点Pnj+4到达时，滑动窗口向右移动3个点，移动到位置131。然后执行这个平均算法，并且再实时输出下一个点(加权)。当到达了行的末尾时，滑动窗口向下移动3个点，移动到行Ln+1，Ln+2，Ln+3的开始。不执行抽取，直到行Ln+1和Ln+2被缓存了。一旦行Ln+1和Ln+2被缓存了，就如上面所描述的，继续执行抽取过程。
下面显示了关于一个多项式加权平均算法的一个示例场行点1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 92 1 1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 1 2 3 4 5 6 7 8 92 2 1 2 3 4 5 6 7 8 91 3 1 2 3 4 5 6 7 8 92 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9当接收到场1，行1时，点2和3被进行相加并且被保存下来，类似地，对点4，5，6和7，8和9执行类似的过程。对行3执行相同的过程。对场1中的每行重复这个过程。当接收到场2时，场2，行1被添加到场1，行1，和场1和行3。场2，行2和场2，行3被添加到场1，行3等等。
注意点位置被标记(场-行-点)。一个场被假定具有行1到240，包括激活的视频行。每一行假定具有640个点。
在第一场被接收后的存储器位置将是存储器[1]＝(1-1-1)+2*(1-1-2)+(1-1-3)+(1-2-1)+2*(1-2-2)+(1-2-3)存储器[2]＝(1-1-4)+2*(1-1-5)+(1-1-6)+(1-2-7)+2*(1-2-8)+(1-2-9)存储器[213]＝(1-1-637)+2*(1-1-638)+(1-1-639)+(1-2-637)+2*(1-2-638)+(1-2-639)存储器[214]＝2*(1-3-1)+4*(1-3-2)+2*(1-3-3)存储器[215]＝2*(1-3-4)+4*(1-3-5)+2*(1-3-6…
存储器[426]＝2*(1-3-637)+4*(1-3-638)+2*(1-3-639)存储器[33868]＝2*(1-240-1)+4*(1-240-2)+2*(1-240-3)存储器[34080]＝2*(1-240-637)+4*(1-240-638)+2*(1-240-639)当接收第二场时，就输出下面的点点[1]＝{存储器[1]+2*(2-1-1)+4*(2-1-2)+2*(2-1-3)}/16点[2]＝{存储器[2]+2*(2-1-4)+4*(2-1-5)+2*(2-1-6)}/16点[213]＝{存储器[213]+2*(2-1-637)+4*(2-1-638)+2*(2-1-639)}/16点[214]＝{存储器[214]+2*(2-2-1)+(2-2-3)+(2-3-1)+2*(2-3-2)+(2-3-3)}/16…仅使用包括场2的项来更新存储器。
存储器[1]＝2*(2-1-1)+4*(2-1-2)+2*(2-1-3)存储器[2]＝2*(2-1-4)+4*(2-1-5)+2*(2-1-6)存储器[213]＝2*(2-1-637)+4*(2-1-638)+2*(2-1-639)存储器[214]＝(2-2-1)+2*(2-2-2)+(2-2-3)+(2-3-1)+2*(2-3-2)+(2-3-3)…当接收到下一场时，所输出的点是点[1]＝{存储器[1]+(1-1-1)+2*(1-1-2)+(1-1-3)+(1-2-1)+2*(1-2-2)+(1-2-3)}/16等等…。
这个算法使用二进制系数的多项式加权平均来将每9个点转换为一个点，而不需要保存整个帧。结果，就产生了原始显示窗口的9分之一大小的一个引导图象窗口。在进行平均以前，这个图象被进行去交织，而在完成了平均后，被重新进行交织。
假定这9个点窗口的二进制系数是a，b，cd，e，fg，h，i在一个实施方式中，这个算法所执行的转移函数是(a+2b+c+2d+4d+2f+g+2h+i)/16。在保存这个视频数据以前，实时执行这个平均算法。因为每场中仅前两行需要被保存，这对执行算法是足够的，所以仅需要最小数量的存储器。这个算法也通过给中心点分配较大的权重(即，4e)，也平衡了运动效果。
该领域内的技术人员将认识到，对上面所描述的本发明的显示实施方式和其它实施方式进行多种修改，而不会偏离其宽的发明范围。所以，应理解，本发明不局限于所公开的特定实施方式或者结构，而是包括了在如后附权利要求书所定义的本发明精神和范围内的、任何改变，调节或者修改。
权利要求
1.一个电子节目指南系统，包括一个引导图象窗口，包括一个显示器，具有一个显示屏幕；一个调谐器，用于产生一个视频信号；一个解码器，被连接到这个调谐器来接收这个视频信号并且根据所接收的信号来产生点；一个引导图象产生器，被连接到这个解码器来执行一个实时加权平均以选择点的一个子集；和用于在这个显示屏幕上的引导图象窗口中显示点的这个子集的一个显示产生器。
2.如权利要求1的这个电子节目指南系统，其中这个引导图象产生器执行这个实时加权平均来从9个点中选择一个点。
3.如权利要求1的这个电子节目指南系统，进一步包括用于缓存被产生的点的一个存储器。
4.如权利要求3的这个电子节目指南系统，其中这个存储器缓存关于当前行和前两行的一个3×3滑动窗口中3个相邻的点，并且这个引导图象产生器执行这个实时加权平均来从滑动窗口的9个点中选择出一个点。
5.如权利要求1的这个电子节目指南系统，其中这个引导图象产生器对二进制系数执行一个实时多项式加权平均。
6.如权利要求4的这个电子节目指南系统，其中这个引导图象产生器根据一个转移函数(a+2b+c+2d+4d+2f+g+2h+i)/16来实时地从9个点中选择出一个点，其中a，b，c，d，e，f，g，h，i分别是3×3滑动窗口中每个点的二进制系数。
7.如权利要求1的这个电子节目指南系统，进一步包括装置，用于在这个引导图象窗口中显示关于一个电视节目的信息。
8.如权利要求1的这个电子节目指南系统，进一步包括装置，用于显示列表在这个屏幕的一第一区域内的电视节目；一个输入设备，用于选择性地标记被显示节目列表中的一个；和装置，对这个输入设备作出响应，用于控制这个显示产生器在这个引导图象窗口中同时显示被标记节目的节目列表视频剪切片段。
9.如权利要求8的这个电子节目指南系统，其中被标记的节目是一个当前电视广播的电视节目，并且这个视频剪切片段是被标记节目的一个现场电视广播。
10.如权利要求8的这个电子节目指南系统，其中被标记的节目是一个未来电视广播的电视节目，并且这个视频剪切片段是被标记节目的一个预览。
11.一个电视系统，用于接收一个视频信号，包括一个显示器，具有一个显示屏幕；多个调谐器，用于产生携带视频节目和与这个视频节目相关的数据的多个视频信号；一个引导图象芯片，被连接到这个显示器和调谐器来根据多个调谐器中一个调谐器所产生的一个视频信号，在屏幕上的一个引导图象窗口中显示一第一图象，其中这个引导图象芯片执行一个实时加权平均，来从视频信号的9个点中选择出一个点，以在这个屏幕上的引导图象窗口中显示相应的节目；和装置，用于将与这个节目相关的数据连接到这个引导图象芯片，以在这个引导图象窗口中显示节目的同时，在这个屏幕上的一第二区域内显示这个数据。
12.如权利要求11的这个电视系统，进一步包括一个存储器，用于缓存与所产生视频信号的一个子集相应的点。
13.如权利要求12的这个电视系统，其中这个存储器缓存关于当前行和前两行的一个3×3滑动窗口中3个相邻的点，并且这个引导图象芯片执行这个实时加权平均来从滑动窗口的9个点中选择出一个点。
14.如权利要求13的这个电视系统，其中这个引导图象芯片根据一个转移函数(a+2b+c+2d+4d+2f+g+2h+i)/16来实时地从9个点中选择出一个点，其中a，b，c，d，e，f，g，h，i分别是3×3滑动窗口中每个点的二进制系数。
15.一个方法，用于向被显示在一个显示器上的一个引导图象(PIG)窗口提供视频数据，这个方法包括步骤接收一个视频信号；根据所接收的视频信号产生点；执行一个实时加权平均，来选择点的一个子集；和将这个点的子集显示在这个显示器上的引导图象窗口内。
16.如权利要求15的这个方法，进一步包括缓存所产生点的步骤。
17.如权利要求16的这个方法，其中缓存步骤包括缓存关于当前行和前两行的一个3×3滑动窗口中3个相邻的点，并且执行这个实时加权平均的步骤包括执行实时加权平均来从滑动窗口的9个点中选择出一个点。
18.如权利要求17的这个方法，其中执行这个实时加权平均的步骤包括根据一个转移函数(a+2b+c+2d+4d+2f+g+2h+i)/16来实时地从9个点中选择出一个点，其中a，b，c，d，e，f，g，h，i分别是3×3滑动窗口中每个点的二进制系数。
19.如权利要求15的这个方法，进一步包括在这个引导图象窗口中显示关于一个电视节目的信息。
20.如权利要求15的这个方法，包括在这个屏幕的一第一显示区域内显示电视节目列表；选择性地标记被显示节目列表中的一个；控制这个显示产生器，来同时在这个引导图象窗口内显示被标记节目的节目列表视频剪切片段。
21.如权利要求20的这个方法，其中被标记的节目是一个当前电视广播的电视节目，并且这个视频剪切片段是被标记节目的一个现场电视广播。
22.如权利要求20的这个方法，其中被标记的节目是一个未来电视广播的电视节目，并且这个视频剪切片段是被标记节目的一个预览。
全文摘要
一个抽取系统和方法,用于在一个EPG环境下向一个引导图象窗口提供视频数据。在一个实施方式中,这个系统包括一个电子节目指南系统,这个电子节目指南系统包括一个引导图象窗口,用于产生一个视频信号的一个调谐器,被连接到这个调谐器来接收这个视频信号并且根据所接收的信号来产生点的一个解码器,被连接到这个解码器来执行一个实时加权平均以选择点的一个子集的一个引导图象产生器;和用于在一个显示器上的引导图象窗口中显示点的这个子集的一个显示产生器。
文档编号H04N5/445GK1346568SQ00805620
公开日2002年4月24日 申请日期2000年3月31日 优先权日1999年3月31日
发明者丹尼尔·C·奥康纳, 阿瑟·Y·恩格 申请人:英戴克系统公司