具有将HDTV与NTSC频道相结合能力的电视系统

摘要

一种电视接收机系统包括一个HDTV调谐器(122)和一个NTSC调谐器(124)。在一种频道选择模式下，根据输入的频道号、“频道增”或“频道减”命令，或频道标记，控制器(160)搜索(310)相关联的HDTV频道(420)与NTSC频道(410)的“配对频道”表(400)。如果一个HDTV频道与该频道号或频道标记相关联，控制HDTV调谐器(122)选择该HDTV频道。如果没有HDTV频道与该频道号或频道标记相关联，则控制NTSC调谐器(124)选择相应的NTSC频道。在另一实施例中，控制器判定实际上是否正接收HDTV信号。如果不是，控制器(160)致使NTSC调谐器选择相应的NTSC频道。还有一个实施例中，通过扩展数据服务(EDS)传输发送“配对频道”数据并自动装入存储器中。

说明书

本发明涉及电视接收机领域，并且特别涉及对NTSC(即常规)信号和HDTV(即数字高清晰度宽屏)信号二者进行调谐的电视接收机。

拟议在美国使用的HDTV(数字高清晰度宽屏电视)系统与目前使用的常规NTSC广播标准完全不兼容。二者之间的主要区别是：HDTV系统是数字式的，而NTSC系统是模拟式的；HDTV系统采用16∶9的宽高比，而NTSC系统采用4∶3的宽高比；HDTV系统将有1125条电视扫描线，而NTSC系统只有525条。因此，如果广播业立即采用数字式的HDTV系统而放弃NTSC系统，那么在近几年中购买的NTSC电视接收机尽管仍然能够很好地服务，却也只能成为过时品而被废弃。为了避免这种结果，目前人们预计从常规的模拟式NTSC标准广播向数字式HDTV电视广播的过渡会在一个时期内完成，这个时期可能会持续大约十五年，以使得旧的NTSC电视接收机能够正常损耗掉。在这一时期电视台将在FCC(联邦通信委员会)分配给其使用的两个电视频道上“同时广播”他们的节目。其中的每个频道将包括6MHz的带宽，并且不必是邻接的。这两个频道中的一个是目前指定的模拟NTSC频道，而另一个则指定来传送HDTV节目。

不要指望所有电视台会在同一天开始发送HDTV信号。相反，在某些地区的电视台很有可能会在几个星期、几个月或甚至几年之后才开始HDTV传输，这要取决于他们各自的经济状态是否允许。可以预计在过渡时期生产的电视接收机将同时包括一个HDTV调谐器和信号处理部分以及一个NTSC调谐器和信号处理部分。这样，电视接收机就可以接收和播出两个系统的信号。

如上所述，在某一地区的每个电视台将被指派两个频道。很有可能这些频道是不相邻的，甚至不可能有遍及国内的配对频道模式，其原因是现实存在的频谱拥塞。也就是说，在NTSC频道号和HDTV频道号之间没有固定的关系。

然而，尽管信号是以两个相异的频率运载，并且它们实际上是不兼容的，但观众可能会将该传输看作是一个电视频道，因为可同时在这两个频道上广播同样的电视节目。也就是说，具有NTSC格式的某个电视节目版本可能在NTSC频道上播出，而在同一时间其相应的HDTV格式的版本则在同一电视台的与前者配对的HDTV频道上播出。对于非专业性的观众来说，由于不能完全理解系统的区别，会很自然地希望通过单一选择调到他所需要的电视节目，而与他过去所做的并无两样。

为了免除观众需要记忆NTSC频道4(举例说明)与HDTV频道41(举例说明)是配对的这样一种麻烦，将提供一种调谐设置过程，这样观众就可以指定在他所在地区的配对频道。

由索尼KW-3600HD电视接收机得知有一种双制式(即高清晰度TV/NTSC)电视接收机，它是由索尼公司于1990年在日本生产并上市的。KW-3600HD包括接收并显示NTSC信号和高清晰度模拟信号(即MUSE制式)的电路。注意到在日本仅有两个MUSE频道，因此，它们没有与相应的NTSC频道“配对”。

由美国专利4,600,918(Bellisomi等人)和美国专利4959720(Duffield等人)已知将一个标记(例如，WNBC)与一个频道号联系起来，然后通过输入所需频道的标记调谐该频道。但是，如上所述，观看者能够将从同一电视台发射的HDTV和NTSC广播认作为是单频道，因此观看者希望每个电视台仅具有一个标记(即，WTTV)。这样，当至少某些电视台具有分配给他们的NTSC频道和HDTV频道二者时，所存在在问题是怎样在组合的HDTV兼容与NTSC兼容电视接收机中执行按标记调谐功能。

本发明的目的是提供一种电视接收机系统，它包括用于接收和处理HDTV制式的电视信号的第一调谐器和信号处理装置，以及用于接收和处理NTSC制式的电视信号的第二调谐器和和信号处理装置。该电视接收机包括一个控制器，它根据用户的输入将一对电视频道联系起来，一个是NTSC信号传播频道，另一个是HDTV信号传播频道。响应频道选择，控制器在一个表中检索与特定频道号关联的那些频道。如果HDTV频道与那个号相关联，那么就控制HDTV调谐器来选择该HDTV频道。如果HDTV频道不与那个号相关联，那么就控制NTSC调谐器来选择相应的NTSC频道。

在本发明的第二实施例中，电视接收机包括一个控制器，它根据用户的输入将单个标记与一对电视频道相联系，一个是NTSC信号传播频道，另一个是HDTV信号传播频道。根据通过标记的频道选择，控制器在一个列表中搜索与该特定标记相关联的那些频道。如果HDTV频道与该标记相关联，则控制HDTV调谐器选择HDTV频道。如果没有HDTV频道与该标记相关联，则控制NTSC调谐器选择相应的NTSC频道。

在本发明的另一实施例中，如果一个HDTV频道与一个为频道选择而输入的标记相关联，控制器就判定实际上是否正在接收HDTV信号。如果是正在接收，控制器致使HDTV调谐器选择HDTV频道，如果不是，控制器就致使NTSC调谐器选择相应的NTSC频道。

在本发明的另一个实施例中，与配对的NTSC和HDTV频道相关的数据经由扩展数据服务(EDS)信号来传送(该EDS信号由广播电台在场消隐期间发射)，并且自动装入接收机中适当的RAM区域。

图1示出了适用于本发明的电视接收机的简化方框图；

图2a和2b示出了具有有益于理解本发明的屏幕显示的16∶9显示屏；

图3的流程图示出了用于图1的控制器的相关的控制程序部分；

图4示出了图1控制器的一部分存储器配置的简化图示；

图5a和5b示出了16∶9的显示屏，其上示出了输入频道配对信息的列表；

图6示出了适用于本发明另一实施例的电视接收机的简化方框图。

图1以方框图的形式示出了接收和处理以HDTV制式和诸如NTSC的常规制式发射的电视信号的一种双系统电视的电路。这种接收机装有宽屏显像管，用于以16∶9的宽高比显示HDTV电视图像。图1的接收机也包括一个能够仅以常规的4∶3宽高比处理信号的NTSC信号路径。这种装置的优点在于，当没有HDTV信号可供观看时，它使用NTSC调谐器。在这种接收机中产生的图像被示于图2a和2b。注意图2a的图像200a与图2b的图像205b是不同的。在图2a中，图像是16∶9宽屏HDTV图像，而在图2b中图像是来自一个“配对的”NTSC频道的常规4∶3(即NTSC、PAL或SECAM)图像。屏侧区域200b不包含图像信息并可以用30％亮度的信号照射以减小不均匀显像管的衰减。

在前面所作描述的基础上，下面将对图1中执行本发明的装置进行描述。将RF信号加到信号分离器110的输入端。来自信号分离器110的第一输出端的RF信号被加到HDTV调谐器122。分离器110还提供RF信号到4∶3(例如NTSC)调谐器124。上面所述的二个调谐器均由控制器160控制。控制器160包括一个RAM(随机存取存储器)162、一个CPU(中央处理单元)164和一个ROM(只读存储器)166。控制器160可以是一台微计算机、一个微处理器、或者是一个专用的常规集成电路控制器。RAM162和ROM166既可以设在控制器160的内部，也可在其外部。控制器160也控制电视接收机中与本发明主题没有特别关系的其它部件，如电源单元170、偏转单元172和会聚组件174。

HDTV调谐器122可以是由1993年8月10日授权的美国专利US5,235,424(Wagner等人)中知道的类型。HDTV调谐器122和4∶3(例如NTSC)调谐器124将其各自收到的RF信号转换为一个中频(IF)信号，并且将该IF信号加到各自的IF放大器132或134。HDTV IF单元132对提供给它的信号予以放大，并将放大的IF信号加到A/D(模-数)转换器136。A/D单元136将IF信号从模拟范畴转换到数字范畴，并将得到的数字信号加到音频/视频解调器单元138。本领域的技术人员知道，音频/视频解调器单元138包括这样一些公知的子单元，如均衡器和传输单元，由于这些子单元与本发明主题并不密切相关，因此在图中没有示出，也没作详细的描述。音频/视频解调器单元138将视频和音频信号分开，将视频信号提供给视频开关SW4的第一输入端，将音频信号提供给音频放大器单元146的一个输入端，单元146解调立体声音频信号，将信号放大并加到一对扬声器147上。

4∶3图像IF单元134连接到4∶3图像解调器140的输入端，后者将IF信号转换为基带4∶3视频信号，并将其加到A/D转换器单元142进行数字变换。得到的数字信号被提供给宽屏处理器(WSP)单元144，其将收到的4∶3NTSC信号转换为16∶9格式。宽屏处理器(WSP)单元144的输出被加到扫描变换器单元146转换为HDTV扫描速率。

扫描变换器单元146的输出被加到视频开关SW4的一个输入端。开关SW4在控制器160的控制下操作，在其输入端选择两个信号中的其中一个加到视频控制单元148进行放大。视频控制单元148将放大的信号加到显示设备150的输入端。当然，显示设备150可以是显像管、一组投影管或者是一个LCD(液晶显示)装置。

音频单元146在控制器160的控制下操作，它包括音频选择电路，用于选择伴随主图像的适当的音频信号。关于这一点，音频单元146有一个第二输入端，用于接收与来自A/D单元142的NTSC信号相关的音频信号。

电源单元170既包括备用电源，也包括工作电源。偏转单元172提供水平(H)和垂直(V)偏转信号，会聚单元174控制显示器150上R、G和B彩色信号的适当配准。

下面参考图2a和2b、图3的流程图和图4的存储器配置来描述本发明的“调谐相关联频道”特征的操作。在图2a中，接收并显示一个游艇竞赛的16∶9HDTV图像200a，而在图2b中，一个同样的游艇竞赛的4∶3NTSC图像205b被从配对的NTSC频道接收并显示。

“调谐相关联频道”功能是采用图3所示的控制器160的部分控制程序来实现的，下面将作详细描述。

参看图4，所示的存储器阵列400包括三部分410-430。410部分在存储单元411-416存储由用户直接或经由自动编程方式输入的NTSC频道号。420部分在存储单元421-426存储用户输入的HDTV频道号。另一个部分430在存储单元431-436存储由用户直接输入或从菜单选择的标记，并用在本发明的“按公共标记调谐”实施例中。可以这样来存储标记和频道号，例如，存储在存储单元431中的标记与存储在存储单元421中的HDTV频道号和存储在存储单元411中的NTSC频道号均相关联。注意到存储单元426包括代码00，即一个不存在的频道号，指示NTSC频道22这时没有配对的HDTV频道。上面描述的存储器阵列仅是可以用于联系标记与NTSC频道和HDTV频道的许多编程技术中的一种，其它可以是树结构的各种变形，或者就是指向可以找到数据的特定区域的简单指针。本发明不打算局限于所采用的数据结构类型。

返回图3的流程图，当收到来自一个遥控单元(没有示出)的改变频道命令或按标记调谐命令时，即进入步骤300。为了说明起见假定用户输入的频道号是NTSC频道8，该频道号将会在存储单元413中找到，并搜索存储器以找出它的相应HDTV频道号(步骤310)。在这种情况下，将会发现NTSC频道8(从存储单元413)对应于HDTV频道45(从存储单元423)。另一方面，用户可输入一个频道标记。为了说明起见假定用户输入的标记是WISH，该标记将在存储单元433中找到，并对存储器进行搜索以找到其相应的HDTV和NTSC频道号(步骤310)。在这种情况下，将会发现相应频道号是HDTV频道45(从存储单元423)和NTSC频道8(从存储单元413)，如以上所指出的。利用这些频道号NTSC以及HDTV调谐器被调谐到适当频道。在步骤320，检查来自HDTV调谐器122的信号确定是否存在一个有效的HDTV信号。如果在步骤320确定HDTV信号不是有效的，则没有取得至步骤350的路径，在步骤350中检查当前是否正在显示NTSC视频。如果是，无需再做任何事情，并在步骤370退出该例程。然而，如果得不到HDTV信号而且未显示NTSC视频，则控制开关SW4选择NTSC视频显示(步骤360)。如果在步骤320确定HDTV信号是有效的，则取“是”路径至步骤330。在步骤330，控制器160确定当前是否正在显示HDTV视频。如果是，则无需再做任何事情，并在步骤370退出该例程。然而，如果可获得HDTV视频供观看但此时不选择HDTV信号，则控制开关SW4选择HDTV视频供观看(步骤340)。在没有配对的HDTV频道的情况下，那么在步骤320HDTV信号不是有效的，切换开关SW4选择NTSC信号。另一方面，在没有HDTV频道数据的情况下，该例程可简单地直接进到步骤360。

重要的是注意在上述系统中，HDTV信号是优先的。亦即，接收机首先将试图调谐与输入的频道号或频道改变命令相关联的HDTV频道。在一个已输入标记的情况下，接收机首先将试图调谐到与给定标记相关联的HDTV频道，而不是也与该标记相关联的NTSC频道。仅仅在两种条件下接收机将缺省到NTSC频道。第一种是，当不存在与特定标记相关联的HDTV频道时，第二种是，当在所需HDTV频道上不存在有效HDTV信号时。

还可设想接收机以如下方式工作。输入一NTSC频道号导致对该NTSC频道的选择。输入一HDTV频道号在可获得该HDTV频道时导致对该HDTV频道的选择，而如果得不到所需要的HDTV频道则选择相应的NTSC频道。输入“频道增”或“频道减”命令导致在可得到的情况下选择相应于NTSC优先频道表中的下一NTSC频道的HDTV频道，而在得不到HDTV频道时则选择来自NTSC优先频道表的NTSC频道。

进一步设想接收机可以下述方式使用扩展数据服务(EDS)信号。如果不管什么时候在NTSC频道具有一有效的“配对”HDTV频道时将“标志位”加到EDS信号，则无论是直接输入频道号还是输入“频道增”或“频道减”命令的频道改变命令都导致对相应到NTSC优先频道表中下一NTSC频道的HDTV频道的选择。如果EDS“HDTV有效”标志指出得不到相对应的HDTV频道，则选择NTSC频道。因此，由EDS“HDTV有效”标志位的状态确定将选择HDTV或NTSC中的哪一个。

如果当未收到标记或频道改变命令时在步骤320周期性地进入图3的流程图，则在当前调谐的HDTV频道停止播出HDTV信号的情况下接收机将自动地切换到对相应的“配对”NTSC频道的NTSC接收。这种工作方式是有益的，因为如上所述当HDTV广播开始时，可能不存在足够的HDTV编程来支持HDTV信号的连续广播。

图5a和5b示出了输入将NTSC频道与配对的HDTV频道相联系的数据的列表。图5a的显示屏500a示出了一个NTSC频道表510a和一个HDTV频道表520a。NTSC频道表500a包括可能已经由自动编程功能自动输入的频道数据。HDTV频道表没有有用的频道信息，在每个存储单元中只包括代码00。光标530a和屏幕底部的文本信息相结合，指示用户要为他所在收视地区的HDTV频道输入相应于NTSC频道4的HDTV频道号。因此，图5a示出了当用户开始初始设置过程时列表的样子，而图5b示出了当用户已完成输入相应的HDTV频道的数据时列表的样子。注意相应于NTSC频道22的HDTV列表存储单元仍然包括代码00，表明在这个例子中频道22没有相应的HDTV“配对”频道。图5b中标有与图5a相同标号的部件具有相同的作用，因此不再重复描述。

另一方面，“配对频道”数据可以经由称为扩展数据服务(EDS)信号的辅助信号(正在某些电视节目的垂直消隐期间发射)来发送，并且可以自动装入存储器。用于完成该任务的设备示于图6。图6中标有与图1相同标号的部件具有相同的作用，因此不作重复描述。参考图6，数据限幅单元685从解调器640收到包括闭路字幕(closed caption)或EDS数据的复合视频信号。数据限幅器685将EDS数据从视频信号中分离出来，并经由一个导线阵列(总体上指定为687)提供给控制器660和一个闭路字幕OSD处理器单元680。闭路字幕OSD处理器单元680的输出信号经由A/D转换器单元684提供给宽屏处理器(WSP)单元644，以便在接收机的显示屏上显示。与配对的HDTV和NTSC频道相关的EDS数据由控制器660来识别，并且装入RAM440的适当表中。这样用户就省去了在设置过程中输入相应的HDTV频道号的任务。

这里使用的术语“控制器”包括微处理器、微计算机、专用的控制集成电路等等。术语“电视接收机”包括具有显示器的电视接收机(通常所称的“电视机”)，以及不具有显示器的电视接收机(例如VCR)。

虽然在本说明书的例子中明确提及了NTSC制式的信号，但本发明也同样适用于PAL或SECAM制式的电视信号，这里所用的“常规的电视信号”包括当前用来产生4∶3宽高比图像的所有电视信号系统。