專利名稱：：用于將數(shù)據(jù)插入到數(shù)字電視信號中的波形產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)字電視信號的通信，尤其是涉及一種波形產(chǎn)生器，用于在一個(gè)模擬電視信號的垂直消隱期(VBI)以一種數(shù)據(jù)類型方便地提供數(shù)字電視信號。在下面被稱之為″用戶數(shù)據(jù)″的這種涉及到的數(shù)據(jù)的例子有封閉的標(biāo)題數(shù)據(jù)(CC)、垂直間隔時(shí)間碼(VITC)、實(shí)時(shí)的視頻數(shù)據(jù)(例如垂直間隔檢測信號-VITS)、取樣的視頻數(shù)據(jù)北美基礎(chǔ)電視圖文信息(NABTS)、世界系統(tǒng)電視圖文(WST)、歐廣聯(lián)(EBU)數(shù)據(jù)和Lineup尼爾森(Nielsen)自動(dòng)測量數(shù)據(jù)(AMOL)。電視信號的數(shù)字傳送能夠提供質(zhì)量比模擬技術(shù)高得多的視頻和音頻服務(wù)。數(shù)字發(fā)送方案的特有的優(yōu)點(diǎn)是使得廣播的信號經(jīng)過電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)或經(jīng)過衛(wèi)星到電纜電視設(shè)施和/或直接到家庭衛(wèi)星電視接收機(jī)。所期望的是數(shù)字電視發(fā)射機(jī)和接收機(jī)系統(tǒng)將取代現(xiàn)存的模擬系統(tǒng)，就象在音響工業(yè)中的數(shù)字光盤已經(jīng)取代了模擬光記錄器那樣。把壓縮的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到接收機(jī)的一種方式是在打包的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)包的形式。通常帶有壓縮的視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包是與其它的數(shù)據(jù)包，例如帶有對應(yīng)音頻數(shù)據(jù)和對于恢復(fù)電視信號為所需的控制信息的其它的數(shù)據(jù)包一起多路復(fù)用。以這種方式傳送數(shù)字電視信號的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)可見于標(biāo)準(zhǔn)化國際組織的ISO/IEC13818-1的國際標(biāo)準(zhǔn)中，發(fā)表在1994年11月13日的″運(yùn)動(dòng)圖象和相關(guān)音頻的原始編碼系統(tǒng)″中的建議H.222.0中，該建議在此引作參考。對于MPEG-2視頻信號的算法和句法可見于標(biāo)準(zhǔn)化國際組織的ISO/IEC13818-2的國際標(biāo)準(zhǔn)中，發(fā)表在1995年的″運(yùn)動(dòng)圖象和相關(guān)音頻的原始編碼圖象″中的建議H.262中，該建議在此也引作參考。其它的用于發(fā)送打包的數(shù)據(jù)流的數(shù)字電視數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是在1995年9月15日批準(zhǔn)的高級電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)A/53。在此引作參考。這種ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)是ISO/IECMPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字音頻壓縮(AC-3)標(biāo)準(zhǔn)和ISO/IECMPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。以打包的數(shù)據(jù)流的方式傳送數(shù)字電視數(shù)據(jù)的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是在1995年9月15日批準(zhǔn)的高級電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)A/53，該標(biāo)準(zhǔn)在此也作為參考。該ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)ISO/IECMPEG-2電視標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字音頻壓縮(AC-3)標(biāo)準(zhǔn)和ISO/IECMPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。在ATSC和MPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(以及屬于本注冊人通用儀器公司特權(quán)的相似的DigiCipherII系統(tǒng))中，傳送數(shù)據(jù)流或發(fā)送的多路是由相鄰的固定長度的數(shù)據(jù)包組構(gòu)成的。視頻序列的傳送是使用一種分級的結(jié)構(gòu)，其中的序列的標(biāo)題跟隨著各種擴(kuò)展的內(nèi)容、用戶數(shù)據(jù)圖象組(GOP)標(biāo)題、選擇用戶數(shù)據(jù)圖象標(biāo)題等。序列的標(biāo)題提供用于圖象序列的信息，這些圖象的序列通常包括多于一個(gè)GOP。這種信息包括例如水平和垂直幅度值、寬高比、幀和比特速率、以及用于這些視頻數(shù)據(jù)的量化參數(shù)。還可以包括用戶數(shù)據(jù)擴(kuò)展，提供由解碼器使用的附加信息。DigiCipherII標(biāo)準(zhǔn)提供在序列比特后的附加用戶數(shù)據(jù)的傳送，以便識別一個(gè)DigiCipherII信號和使用在一個(gè)序列中的任何專用視頻壓縮技術(shù)，包括DigiCipher專用預(yù)測和數(shù)據(jù)塊運(yùn)動(dòng)估計(jì)。無論是在MPEG-2還是在DigiCipherII中，除去序列擴(kuò)展和用戶數(shù)據(jù)之外，都提供包括例如視頻格式和彩色描述信息的一個(gè)序列顯示擴(kuò)展。除去其它的信息之外，隨后的一個(gè)圖象標(biāo)題組提供一個(gè)時(shí)間碼。隨后，提供的圖象標(biāo)題包括適用于在將要顯示的一個(gè)圖象序列中的對應(yīng)圖象的各種信息。一個(gè)圖象的擴(kuò)展，最終是將被記錄和重放以便觀看的實(shí)際的圖象數(shù)據(jù)被隨后提供。應(yīng)該注意，除去這樣的事實(shí)，即各種擴(kuò)展必須是在序列擴(kuò)展之后和在GOP標(biāo)題(如果提供的話)或圖象標(biāo)題之前，該MPEG并不表示各種擴(kuò)展(例如序列顯示擴(kuò)展)或必須發(fā)送的數(shù)據(jù)的次序。MPEG并不要求將要發(fā)送的GOP標(biāo)題，而且在特定的事實(shí)方案中可將這樣的標(biāo)題旁路。在實(shí)際的發(fā)送系統(tǒng)中，可能需要包括在不同的時(shí)間的用于專門目標(biāo)的附加數(shù)據(jù)，例如提供封閉標(biāo)題、VITS、輔助實(shí)時(shí)圖象、電視圖文和AMOL數(shù)據(jù)。這樣的附加數(shù)據(jù)可以在模擬電視信號的垂直消隱期(VBI)中傳送，并且被稱之為″VIB用戶信息″、″用戶數(shù)據(jù)″、或″用戶信息″。通過在模擬和復(fù)合視頻信號的VBI行中傳載的波形，已經(jīng)發(fā)展了用于服務(wù)的多種標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字視頻信號的壓縮系統(tǒng)趨向使用的算法對于二維的運(yùn)動(dòng)圖象的特征十分有利。這些算法通常不適于用于對在目標(biāo)視頻信號的VBI行中的視頻波形的壓縮。和動(dòng)態(tài)視頻信號相比，VBI波形的特點(diǎn)很不相同。對于這些行的不經(jīng)壓縮的發(fā)送是一個(gè)很重的帶寬的負(fù)擔(dān)，例如發(fā)送8或10比特的704或720亮度和色度象素的取樣。例如，8比特清晰度和30Hz的720亮度和色度象素值需要345600bps，由這些行傳送的信息只用480bps用于封閉的標(biāo)題，而以6720bps用于北美基礎(chǔ)電視圖文規(guī)范。隨著到數(shù)字視頻過程的過渡，對于VBI服務(wù)的支持和重建的需求將繼續(xù)。期望數(shù)字視頻信號的分配系統(tǒng)來重建該VBI以及動(dòng)態(tài)視頻信號，即使在采用數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的時(shí)候。所以，需要用于VBI視頻行的壓縮的算法、句法和語義的說明，以便實(shí)現(xiàn)一個(gè)效率和靈活的多樣性，從而生成說明用于數(shù)據(jù)句法和語義的VBI波形。提供用于數(shù)字電視數(shù)據(jù)的原始傳送句法將是有利的，這種數(shù)字電視數(shù)據(jù)將滿足于在任何給定時(shí)間可以使用也可以不使用的VBI用戶信息的各種類型。這種方案將使得實(shí)現(xiàn)帶寬的經(jīng)濟(jì)管理的同時(shí)提供對于VBI用戶信息的傳送的靈活性。相應(yīng)原始的發(fā)送句法，提供一個(gè)波形產(chǎn)生器以便提供符合VBI各種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字波形將是更為有利的。本發(fā)明提供了一個(gè)具有所述的這樣的優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)原始波形的產(chǎn)生器。根據(jù)本發(fā)明提供的裝置用于產(chǎn)生與不同的垂直消隱期(VBI)服務(wù)相符合的數(shù)字波形，用于插入到一個(gè)數(shù)字成分視頻信號的VBI部分中。根據(jù)用戶數(shù)據(jù)的句法，一個(gè)緩存器接收攜帶有用于特定的VBI服務(wù)的VBI數(shù)據(jù)的多個(gè)符號，它們表示VBI數(shù)據(jù)所要插入的電視信號行。一個(gè)定時(shí)電路響應(yīng)這些符號的第一個(gè)的起始時(shí)間(由該句法所提供)，以便實(shí)現(xiàn)在由特定VBI服務(wù)所規(guī)定的一個(gè)時(shí)間將VBI時(shí)間插入到數(shù)字成分視頻信號的VBI部分。一個(gè)符號處理器響應(yīng)由該句法提供的信息。該信息表示(i)每一個(gè)符號表示的多個(gè)象素，(ii)這些符號傳送的時(shí)間，和(iii)將要插入到VBI部分中的符號傳送數(shù)據(jù)的數(shù)目。該符號處理器通過特定的VBI服務(wù)指定的格式提供該VBI數(shù)據(jù)?？商峁┮粋€(gè)電平控制電路，響應(yīng)該句法提供的至少一個(gè)幅度值，在將數(shù)據(jù)插入到VBI部分之前調(diào)節(jié)VBI數(shù)據(jù)的電平。同時(shí)，可以有選擇地提供VBI數(shù)據(jù)的幅度調(diào)制。在用于具有單一符號脈沖響應(yīng)的VBI數(shù)據(jù)的第一實(shí)施例中，符號處理器包括一個(gè)過渡處理器，用于檢測在VBI數(shù)據(jù)中的一個(gè)過渡并產(chǎn)生響應(yīng)被檢測的過渡的一個(gè)過渡波形。該過渡波形符合由特定的VBI服務(wù)所規(guī)定的格式。提供有裝置用于將過渡波形和VBI數(shù)據(jù)相結(jié)合，以便提供數(shù)字波形，插入到由句法指示的電視行的VBI部分中。該過渡處理器還可以包括一個(gè)存儲器，用于存儲過渡數(shù)據(jù)并產(chǎn)生過渡波形。過渡波形例如可以是一個(gè)跳躍或一個(gè)非線性函數(shù)。在用于具有單一和/或多個(gè)符號脈沖響應(yīng)的VBI數(shù)據(jù)的第二實(shí)施例中，符號處理器采用一個(gè)有限脈沖響應(yīng)(FIR)函數(shù)(例如等效于一個(gè)FIR濾波器)，以便產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)符號序列，表示用于特定VBI服務(wù)的VBI數(shù)據(jù)，以便插入到由句法規(guī)定的電視行的VBI部分中。根據(jù)該句法所定義的VBI服務(wù)的過渡的類型，一個(gè)存儲器可以被提供，用于存儲用于VBI服務(wù)的有限脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)，其中采用的裝置是響應(yīng)存儲的有限脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)針對特定VBI服務(wù)的有限脈沖響應(yīng)功能。此外，一個(gè)無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器或均衡器也可以被采用。在任何一種情況中，濾波器可以按照一個(gè)查詢表的方式實(shí)現(xiàn)。該脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)可以與VBI服務(wù)相結(jié)合地或者是獨(dú)立地裝入到存儲器中。而且，第一和第二實(shí)施例可以用單獨(dú)的設(shè)施方案來實(shí)現(xiàn)。對應(yīng)的方法也是存在的。圖1是采用本發(fā)明的數(shù)字視頻編碼器的框圖；圖2是采用本發(fā)明的視頻壓縮處理器的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于從攜帶在數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流中的用戶數(shù)據(jù)中產(chǎn)生數(shù)字VBI波形的一個(gè)象素產(chǎn)生器的第一實(shí)施例的框圖；圖4是當(dāng)著VBI發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的脈沖響應(yīng)時(shí)間大于一個(gè)符號的時(shí)間時(shí)，用于從攜帶在數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流中的用戶數(shù)據(jù)中產(chǎn)生數(shù)字VBI波形的一個(gè)象素產(chǎn)生器的第二實(shí)施例的框圖；圖5是圖4的內(nèi)插器的頻率響應(yīng)的曲線。本發(fā)明提供一種改進(jìn)帶寬使用效率的方法和裝置，以便使用一個(gè)數(shù)字電視數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流傳送通常是在一個(gè)模擬電視信號的VBI部分中傳送的各種不同類型的信息的可變數(shù)量的信息。所涉及的信息是一組用戶使用數(shù)據(jù)，稱之為″圖象用戶數(shù)據(jù)″，以便區(qū)別于在MPEG、ATSC或DigiCipherII發(fā)送數(shù)據(jù)流中的″序列用戶數(shù)據(jù)″。在這一個(gè)子組中，下稱為VBI用戶信息，包括象封閉標(biāo)題數(shù)據(jù)、取樣的視頻數(shù)據(jù)、NABTS、WST、EBU數(shù)據(jù)和NielsenAMOL數(shù)據(jù)。圖象用戶數(shù)據(jù)的這些類型的每一種都隨著每一個(gè)圖象而被刷新。這些圖象用戶數(shù)據(jù)是在對應(yīng)于VBI行的連續(xù)的視頻幀的部分中而被發(fā)送的。在根據(jù)本發(fā)明的處理之前，每一個(gè)VBI行是由720個(gè)8比特的亮度取樣和720個(gè)8比特的色度取樣表示的。起因于實(shí)現(xiàn)多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)VBI波形的本發(fā)明能夠被表示為調(diào)制到一個(gè)視頻信號的亮度部分的脈沖幅度調(diào)制(PAM)數(shù)據(jù)(例如非歸零(NRZ)數(shù)據(jù))。這種波形能夠通過它們的脈沖形狀、每一個(gè)符號的象素?cái)?shù)目、符號-上升時(shí)間比率、在視頻行中的波形開始時(shí)間和可應(yīng)用的視頻系統(tǒng)(即視頻標(biāo)準(zhǔn))作分類。由于沒有任何一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表明行-行的重要性或幀-幀數(shù)據(jù)的相關(guān)性，所以每一個(gè)VBI都能夠被獨(dú)立于任何其它的VBI行獨(dú)立地處理。而且，脈沖形狀的說明使得不同的VBI波形被分類成要求脈沖形狀小于一個(gè)符號的持續(xù)期的波形(例如非圖文波形)和要求脈沖形狀大于一個(gè)符號的持續(xù)期的波形(例如圖文波形)。如上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)涉及到各種不同的VBI波形幀的適用，從而提供一個(gè)波形產(chǎn)生器能夠和在數(shù)字電視數(shù)據(jù)流中的傳送的各種VBI波形相兼容。提供一個(gè)能夠重建各種VBI波形的大多數(shù)的單一狀態(tài)機(jī)制。這種狀態(tài)機(jī)制使得下列的參數(shù)可被編程特定VBI行的場號碼、特定VBI行的行號碼、特定VBI波形標(biāo)準(zhǔn)使用的符號速率、標(biāo)準(zhǔn)的CCIR-601開始取樣號碼、標(biāo)準(zhǔn)的上升時(shí)間(符號-過渡期比率)、用于NRZ″0″和″1″的標(biāo)準(zhǔn)的CCIR-601值、在標(biāo)準(zhǔn)的波形中的符號數(shù)目、和在特定VBI行的波形中的符號的矢量。如同在本專業(yè)的技術(shù)人員所理解的那樣，″CCIR-610″是一個(gè)由國際無線電協(xié)調(diào)委員會(huì)所推薦的標(biāo)準(zhǔn)，用于對數(shù)字成分的編碼和濾波。表1總結(jié)出已知的VBI波形標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵分布?！錠BI服務(wù)″一項(xiàng)用于表示任何所列出的標(biāo)準(zhǔn)以及任何其它的VBI數(shù)據(jù)格式、規(guī)程或系統(tǒng)。列出的標(biāo)準(zhǔn)適用于525-行(NTSC和PAM/M)或625-行(除去PAL/M之外的PAL)電視系統(tǒng)。每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提供波形的某些部分作為用于符號的同步目的的定時(shí)基準(zhǔn)和同步方案。而且，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都提供每一個(gè)視頻行的數(shù)據(jù)比特的固定的數(shù)目，其中的一些是用于誤差檢測的目的。通過某些調(diào)制技術(shù)和采用表示不同數(shù)據(jù)比特值的不同幅度，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)比特調(diào)制到視頻行上。最終，每一個(gè)波形采用已知標(biāo)定的符號速率(有時(shí)被稱之為視頻行速率[fh])和脈沖(符號)形狀(經(jīng)常表示成上升時(shí)間[tr]或具有特定的字母值的上升的余弦脈沖波形)。特定的標(biāo)準(zhǔn)的唯一的分布用粗前端強(qiáng)調(diào)示出。表1(VBI波形標(biāo)準(zhǔn)的總結(jié))</tables>通過比較在表1中列出的各種不同的VBI波形的標(biāo)準(zhǔn)，可以得出各種結(jié)論1.所有的波形都可以被表示成調(diào)制到視頻信號的亮度信號上的NRZ數(shù)據(jù)，甚至是EBU3217的標(biāo)準(zhǔn)的雙相調(diào)制符號，但是表示NRZ的″0″和″1″符號的標(biāo)定的亮度制隨波形的不同而不同。2.脈沖波形表明，可以被劃分成用于非電視圖文波形的具有持續(xù)期小于一個(gè)符號時(shí)間的脈沖形狀的波形和用于電視圖文波形的具有持續(xù)期大于一個(gè)符號時(shí)間的脈沖形狀的波形。3.沒有任何一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表明數(shù)據(jù)的行與行或幀與幀之間的相關(guān)性；所有，有利的是保持每一個(gè)VBI行對于任何其它的VBI行的獨(dú)立性。4.VITC的同步比特最好是作為數(shù)據(jù)比特簡單地處理。5.在所有的波形上，每一個(gè)符號的CCIR-601取樣的數(shù)目的范圍達(dá)到13的因數(shù)。6.整個(gè)非電視圖文波形上的符號-實(shí)時(shí)比率的范圍是從1.5-8.5。7.波形范圍的符號速率是因數(shù)21。8.相對于第一CCIR-601取樣，所需要的波形的起始取樣從在CCIR-60取樣零之前的27個(gè)取樣到在取樣零之后的80個(gè)取樣，具有在取樣零之后的26個(gè)取樣的標(biāo)定值。從上面的結(jié)論的角度可以確定，能夠產(chǎn)生一個(gè)單一的機(jī)制，如果下列的參數(shù)能夠在該狀態(tài)機(jī)制中被編程的話，就能夠重建所有的這些VBI波形1.特定的VBI行的場數(shù)目，2.特定的VBI行的行數(shù)目，3.標(biāo)準(zhǔn)的符號速率，4.標(biāo)準(zhǔn)的CCIR-601起始取樣數(shù)目，5.標(biāo)準(zhǔn)的上升數(shù)據(jù)(符號的過渡期)，6.用于NRZ″0″和″1″符號的標(biāo)準(zhǔn)的CCIR-601值，7.在標(biāo)準(zhǔn)的波形中的符號的數(shù)目，8.在特定的VBI行的波形中的符號的值的矢量。提供用于對各種VBI波形的每一個(gè)進(jìn)行重建的上述參數(shù)可編程性的一個(gè)狀態(tài)機(jī)制在下面的圖3中公開。在討論該狀態(tài)機(jī)制之前，結(jié)合一個(gè)編碼器和解碼器的結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)施例，公開根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)新穎的算法。圖1以框圖的形式示出一個(gè)用于將原始的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)處理成用戶數(shù)據(jù)算法的一個(gè)編碼器，其中的VBI用戶信息的不同類型的可變數(shù)量能夠以數(shù)字電視數(shù)據(jù)流的形式傳送。用戶數(shù)據(jù)的句法可以包括PAM數(shù)據(jù)，比如說NRZ數(shù)據(jù)，稱之為亮度″NRZ″(lumaNRZ)?？梢岳斫獾?，雖然NRZ數(shù)據(jù)被是以特定的說明性的實(shí)例表示的，但是其它的PAM方案也能夠采用。原始的數(shù)字視頻信號，例如滿足動(dòng)畫組織和電視工程(SMPTE)標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號經(jīng)過接端10輸入到一個(gè)串接的接收機(jī)12，該串接的接收機(jī)將并聯(lián)格式輸入的這些數(shù)據(jù)串聯(lián)化。串行的數(shù)據(jù)在緩存器14中緩存，它是一個(gè)普通的先入-先出(FIFO)寄存器。一個(gè)視頻數(shù)據(jù)語法分析程序16隨串行數(shù)據(jù)的句法進(jìn)行解釋并解譯出各種信息，例如表示新行起始的信息，新幀起始的信息和原始亮度和色度數(shù)據(jù)的信息。該亮度和色度數(shù)據(jù)被輸入到一個(gè)解多路器18，將這些數(shù)據(jù)分解成對應(yīng)于連續(xù)視頻幀(例如對應(yīng)的NTSC模擬電視新行的第1行到21行)的垂直消隱間隔的數(shù)據(jù)和對應(yīng)于這些幀的有效視頻部分的數(shù)據(jù)。解多路器18還確定所要求的數(shù)據(jù)流的同步性是否已經(jīng)丟失，如果是，則將″同步丟失″信號示出的一個(gè)視頻壓縮處理器22，它還接收將要壓縮的有效視頻信號。該視頻壓縮處理器22是本專業(yè)人士熟知的類型，例如在美國專利5376968、5235419、5091782或5068724中描述的類型。應(yīng)該注意，被歸類為VBI數(shù)據(jù)的某些用戶數(shù)據(jù)的類型可以在實(shí)際的VBI中不存在。例如，由Nielsen公司使用的編程行列信息用于市場研究并被稱之為″行列的自動(dòng)測量″(AMOL)的信息，在NTSC制式的廣播電視信號中被插入到每一個(gè)電視幀的第二場的行22中。行22是一個(gè)有效的電視信號行，所以對于NTSC制式的電視信號來說，解碼器可以從行23而不是從行22開始處理有效電視信號。在一個(gè)30幀的序列中，每一幀的AMOL行一般是存在的，但是用于多數(shù)幀的實(shí)際通常將是無效的。為了提供AMOL數(shù)據(jù)，VBI被假設(shè)擴(kuò)展到行22而不是行21。包括在數(shù)字視頻輸入信號的VBI部分中的數(shù)據(jù)是從解多路器18輸出到隨機(jī)存儲器20(RAM)的。該存儲器包括一個(gè)亮度RAM和一個(gè)色度RAM。這些RAM存儲數(shù)據(jù)直到句法處理器24所要求的時(shí)間，該句法處理器24提取VBI用戶信息并建立一個(gè)句法，該句法使得該信息在數(shù)字電視數(shù)據(jù)流中的VBI部分中有效率地傳送，以便傳送到對應(yīng)的解碼器，例如在一個(gè)終端用戶位置的解碼器。由句法處理器提供的句法存儲在一個(gè)標(biāo)題FIFO28中，它被用于匯編傳送標(biāo)題，例如數(shù)字電視數(shù)據(jù)流的一個(gè)MPEG或DigiCipherII實(shí)施方案中的標(biāo)題。該標(biāo)題FIFO28把句法信息提供到一個(gè)桶形移位器30，把該標(biāo)題和來自視頻信號編碼器26的壓縮的有效視頻數(shù)據(jù)相組合。利用公知的方法，例如采用Huffman編碼，該視頻信號編碼器26對應(yīng)來自視頻壓縮處理器22的壓縮的視頻數(shù)據(jù)編碼，以便提供碼字(CW)、碼字長度(CL)和表示編碼信息的數(shù)據(jù)標(biāo)簽。來自桶形移位器30的輸出是包括由標(biāo)題所分割的有效視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，包括為了解碼該有效視頻數(shù)據(jù)所必須的信息。這些數(shù)據(jù)被存儲在視頻信號緩存器32中，它提供作為打包器34所使用的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。該打包器34是一個(gè)傳統(tǒng)的部件，將數(shù)據(jù)組合成符合傳輸數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)，例如ATSC、MPEG-2或DigiCipherII數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包。相對于本發(fā)明來說的句法處理器24的功能在下面采用ATSC和MPEG傳輸標(biāo)準(zhǔn)的所用正式的語法來描述。這一語法是一種采用C語言形式的句法，并且是一個(gè)描述數(shù)據(jù)比特的連續(xù)和可能可變速率序列的方法，而不是說明一個(gè)規(guī)程的程序和它的在計(jì)算機(jī)C語言中的功能。句法的第一列包括句法成分。第二列是句法成分的比特長度而第三列是說明句法的類型。類型是bslbf(從左比特首先開始)和uimsbf(未加符號的整數(shù)最主要比特開始)。標(biāo)題″user_data0...″表示在括號中的句法單元是一個(gè)名稱組，并且可被包括在由″user_data0″表示的句法中的其它的地方。比特結(jié)構(gòu)的條件的出現(xiàn)可以用一個(gè)通常的″if″檢測表示。在C語言中的習(xí)慣關(guān)系操作符號仍然可用?？捎檬褂醚h(huán)結(jié)構(gòu)并使用標(biāo)準(zhǔn)的C語言的循環(huán)標(biāo)題句法。該句法表伴有一套語義的說明，提供來用于定義先前未定義的句法場和在它們使用中的定位限制。下列的圖象用戶數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)據(jù)流句法(其中陰影區(qū)表示標(biāo)準(zhǔn)的ATSC用戶數(shù)據(jù)句法而非陰影區(qū)表示根據(jù)本發(fā)明的句法)和說明本發(fā)明最佳實(shí)施例的比特?cái)?shù)據(jù)流的語義</tables></tables></tables>圖象用戶數(shù)據(jù)的語義說明附加數(shù)據(jù)類型(additional_data_type)-一個(gè)8-比特整數(shù)(值的范圍在[1∶255])指示跟隨該場的附加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型。該場將具有十六進(jìn)制的01值，指示附加數(shù)據(jù)是lumaNRZ數(shù)據(jù)。附加數(shù)據(jù)長度(additional_data_length)-一個(gè)16-比特未加符號的整數(shù)(值的范圍在)表明跟隨該場的附加數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的字節(jié)長度。該長度不包括附加數(shù)據(jù)長度本身，但是包括用于給定附加數(shù)據(jù)類型的隨后的附加數(shù)據(jù)?？捎玫竭_(dá)但是不包括任何其它的附加數(shù)據(jù)類型的隨后的附加數(shù)據(jù)。亮度NRZ計(jì)數(shù)(luma_nrz_count)-一個(gè)5-比特的整數(shù)(值的范圍在)給出在行中的偏置，從該值，相對于基礎(chǔ)的VBI行產(chǎn)生該亮度NRZ數(shù)據(jù)(NTSC和PAL/M制式的場1的525行的第10行；除去PAL/M之外的所有的PAL制式的第二場的525行第273行，第一場的625行的第六行；和第二場的625行的第319行)，如CCIR報(bào)告624-4所規(guī)定。起始取樣(start_sample)-一個(gè)9-比特的未加符號的整數(shù)(值的范圍在)，指示重建的亮度行的取樣，從該行將開始過渡成第一亮度NRZ符號。起始取樣將和CCIR610取樣相同的單位并將和CCIR601重建的幀的第一個(gè)取樣相關(guān)。NRZ增量(nrz_increment)-一個(gè)6-比特的未加符號的整數(shù)(值的范圍在[1∶63])表示亮度符號時(shí)鐘的增量值，并連同NRZ模式一起，呈現(xiàn)的值描述該亮度NRZ符號時(shí)鐘對于27MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘的關(guān)系。更詳細(xì)可見NRZ模式的語義。NRZ模式(nrz-modulus)-一個(gè)10-比特未加符號的整數(shù)(值的范圍在[2∶1023])。表示亮度NRZ符號時(shí)鐘模式值，并連同NRZ增量一起，呈現(xiàn)的值描述該亮度NRZ符號時(shí)鐘對于27MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘的關(guān)系。具體地說，NRZ增量和NRZ描述對于亮度NRZ符號速率的關(guān)系是nrz_increment/nrz_modulus＝LumaNRZsymbolrate/system_clock_frequency其中system_clock_frequency是在ISO/IEC13818-1中定義的27MHz+30ppm，而nrz_increment的值必須不超過nrz_modulus-1。0幅度(0_amplitude)-一個(gè)8-比特未加符號的整數(shù)(值的范圍在[1∶254])，表示一個(gè)幅度，在該幅度，值為0的亮度NRZ符號將以CCIR601重建幀的幅度單位重建。1幅度(1_amplitude)-一個(gè)8-比特未加符號的整數(shù)(值的范圍在[1∶254])，表示一個(gè)幅度，在該幅度，值為1的亮度NRZ符號將以CCIR601重建幀的幅度單位重建。脈沖形狀(pulse_shape)-一個(gè)2-比特的未加符號的整數(shù)，表示脈沖的形狀，將被用于亮度NRZ的行的重建。脈沖形狀的含義用表3所表示。表3脈沖形狀</tables>符號-過渡比率(symbol_to_transition_ratio)-一個(gè)8-比特未加符號的整數(shù)(值的范圍在[16∶255])，表示在由0幅度和1幅度所規(guī)定的幅值之間的每一個(gè)亮度NRZ符號的持續(xù)期對每一個(gè)符號的過渡期的比率，并具有的單位是2-4(0.0625)。這一場以一個(gè)符號描述符號，過渡比率的范圍在1.0-15.9375。NRZα(nrz_alpha)-一個(gè)5-比特的未加符號的整數(shù)(值的范圍在)，表示上升的余弦濾波器的α值，該濾波器的脈沖形狀用2-5(0.03125)描述每一個(gè)亮度NRZ的符號。這一場描述的α值從0.03125到1.0.該NRZα的含義由表4示出。表4NRZα</tables>碼字計(jì)數(shù)(word_count)-一個(gè)5-比特未加符號的整數(shù)(值的范圍在，表示跟隨該場的標(biāo)志比特和亮度NRZ碼字對的數(shù)目。亮度NRZ碼字(luma_nrz_word)-一個(gè)22比特的亮度NRZ符號的字串，例如接收的第一個(gè)比特是從左到右顯示的視頻行上的重建的第一個(gè)亮度NRZ的值。該亮度NRZ碼字將被接收，以便它們的符號在從左到右顯示的視頻信號行上被重建。余數(shù)計(jì)數(shù)(remainder_count)-一個(gè)5-比特的未加符號的整數(shù)(值的范圍在)，表示跟隨該場的亮度NRZ比特的數(shù)目。亮度NRZ比特(luma_nrz_bit)-一個(gè)單一的比特，表示將在視頻行上重建的亮度NRZ符號。亮度NRZ比特將被接收，以便跟隨在從任何亮度NRZ碼字之后將它們的符號從重建在左到右顯示的視頻信號行上。上述的句法是由圖1中的句法處理器24進(jìn)行匯編的。在最佳實(shí)施例中，該句法處理器24是用硬件實(shí)現(xiàn)的。在句法加到數(shù)字視頻數(shù)據(jù)之后，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流被打包并從打包器34輸出，以便提供用于眾多解碼器通信的最終的數(shù)據(jù)流。圖2示出了一個(gè)視頻解壓縮處理器(即一個(gè)解碼器)的框圖，用于處理包括上面詳述的VBI用戶數(shù)據(jù)句法的已收數(shù)據(jù)流。該視頻解壓縮處理器(VDP)采用一個(gè)存儲器管理器130，編址一個(gè)DRAM122，以便存儲和檢索為了在一個(gè)接收機(jī)上重建一個(gè)電視節(jié)目所必須的視頻數(shù)據(jù)。該處理器通常被表示成視頻解壓縮處理器120，它是一個(gè)流水線型的處理器，設(shè)計(jì)來解碼經(jīng)過終端110輸入的壓縮的比特?cái)?shù)據(jù)流的傳送數(shù)據(jù)層(即控制和其它的非視頻信息)和視頻數(shù)據(jù)層，有時(shí)將該處理器表示成視頻處理器的″傳送數(shù)據(jù)包接口″。用戶處理器接口包括例如提供在終端114的一個(gè)M-總線控制器150，用于控制視頻數(shù)據(jù)處理器。該接口包括各種在視頻解壓縮處理器120中的寄存器，如同本專業(yè)所公知。對于DRAM122的接口是通過地址線124和數(shù)據(jù)線126提供的。在圖2示出的實(shí)例中，DRAM122具有九比特的地址端口和三十二比特的數(shù)據(jù)端口。視頻輸出接口138被提供來用于解壓縮和重建視頻信號，例如輸出標(biāo)準(zhǔn)的CCIR656的8比特27MHz的多路的亮度(Y)和色度(Cr，Cb)信號。經(jīng)過檢測接口可用通過一個(gè)終端162接到一個(gè)傳統(tǒng)的組合測試功能組(JTAG)160.JTAG是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描技術(shù)方案，用于邊界電平的測試，以便檢測在數(shù)據(jù)包和邊界連接點(diǎn)的誤差以及內(nèi)部電路。經(jīng)過終端112，視頻解壓縮處理器120接收時(shí)鐘信號。該時(shí)鐘信號提供所用的定時(shí)信息，例如使得傳送句法語法分析程序132從包括在經(jīng)過終端110輸入的打包數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流中的傳送數(shù)據(jù)包恢復(fù)定時(shí)信息和視頻信號。一個(gè)查詢和誤差管理電路134利用通過一個(gè)視頻句法語法分析程序140檢測的一個(gè)程序時(shí)鐘基準(zhǔn)(PCR)和解碼時(shí)間標(biāo)記(DTS)來同步圖象解碼的起始。該電路設(shè)置垂直同步并提供用于所有的視頻解碼器和顯示功能的全局同步。通過存儲器管理器130，視頻數(shù)據(jù)層在包括在DRAM122中的一個(gè)輸入緩存器(FIFO)中緩存。經(jīng)過存儲器管理器130，視頻句法語法分析程序140從該DRAMFIFO接收壓縮的的視頻數(shù)據(jù)，并從描述該視頻信息的系數(shù)中分離出運(yùn)動(dòng)矢量信息。該系數(shù)由Huffman解碼器152、反相量化器154和反相離散余弦變換(IDCT)處理器156處理。運(yùn)動(dòng)矢量被恢復(fù)并用于編址所要求的先前的視頻幀，以便重建當(dāng)前視頻幀。具體地說，運(yùn)動(dòng)矢量解碼器142對于從視頻句法語法分析程序140接收的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行解碼，并將其傳送到預(yù)測地址產(chǎn)生器144。該預(yù)測地址產(chǎn)生器144提供必要的地址信息，以便經(jīng)過存儲器管理器130獲取必須的基礎(chǔ)幀(即幀間(I)或預(yù)測(P)幀)數(shù)據(jù)，以便使得預(yù)測計(jì)算器146提供對于重建當(dāng)前幀數(shù)據(jù)塊所必須的預(yù)測信號。差分解碼器148將預(yù)測的數(shù)據(jù)和解碼的系數(shù)數(shù)據(jù)組合，以便提供解壓縮的視頻數(shù)據(jù)。經(jīng)過存儲器管理器130，解壓縮的視頻數(shù)據(jù)存儲在DRAM122的適當(dāng)?shù)拇鎯ζ髦小?yīng)該懂得，由運(yùn)動(dòng)矢量解碼器142、預(yù)測計(jì)算器146、差分解碼器148、Huffman解碼器152、反相量化器154和反相離散余弦變換(IDCT)處理器156進(jìn)行的視頻數(shù)據(jù)的解壓縮處理是本專業(yè)的技術(shù)人員熟知的普通技術(shù)。存儲器管理器130對于地址線124和數(shù)據(jù)線126上的所有的運(yùn)作編程并有效率地編址DRAM122。該存儲器管理器130確保DRAM122的輸入FIFO部分視頻句法語法分析程序140和視頻信號重建電路136(以及預(yù)測計(jì)算器146和差分解碼器148)的所有的數(shù)據(jù)請求都被滿足。視頻信號重建電路136計(jì)算當(dāng)前的圖象并處理該VBI用戶數(shù)據(jù)，以便把所希望的用戶數(shù)據(jù)插入，從而在視頻輸出接口138上輸出。應(yīng)該懂得，不屬于VBI的用戶數(shù)據(jù)也可以存在，并且在被處理和被輸出之前對于可用的用戶數(shù)據(jù)作暫存。視頻輸出接口138將把帶有解壓縮的有效視頻數(shù)據(jù)的已經(jīng)處理的VBI用戶信息包括在送到圖1示出的串行接收機(jī)12的原始格式中。示出的DRAM122是一個(gè)外部存儲器。應(yīng)該懂得，在所使用的特征來看和隨著技術(shù)的進(jìn)步，DRAM122可以是作為在視頻壓縮處理器中的內(nèi)部存儲器提供的。該DRAM122被變換，以便提供各種解碼并輸出視頻信號緩存器，以及一個(gè)用于壓縮的輸入視頻數(shù)據(jù)流的電路FIFO緩存器。該DRAM122還可以用于提供一個(gè)測試圖案的緩存器，一個(gè)VITS緩存器和一個(gè)封閉標(biāo)題顯示記錄緩存器以及存儲各種為了正確地顯示解碼的視頻幀所需要的圖象結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。該DRAM122可用通過存儲器管理器130而被重新初始化，以便當(dāng)變量被修正時(shí)，例如PAL或NTSC視頻信號，8或16Mbit存儲器構(gòu)型時(shí)，以及當(dāng)出現(xiàn)B幀時(shí)，按照需要提供比特的存儲器變換。如上所述，存儲器管理器130規(guī)劃在DRAM總線上的所有的操作，包括輸入FIFO的數(shù)據(jù)傳送請求，視頻語法分析程序和視頻重建電路。該存儲器管理器130還執(zhí)行傳統(tǒng)方式的所要求的DRAM的刷新。例如在兩個(gè)或四個(gè)DRAM的每一個(gè)中的相同的列可被同時(shí)地被刷新。當(dāng)著包括壓縮視頻數(shù)據(jù)的打包的比特?cái)?shù)據(jù)流輸入到視頻解壓縮處理器120的終端110時(shí)，由壓縮視頻數(shù)據(jù)表示的視頻幀在一個(gè)時(shí)刻被重建。在一開始，視頻數(shù)據(jù)的完整的幀必須被接收并存儲在DRAM122中。用于隨后視頻幀的信息可用包括完整視頻幀的子組，當(dāng)加到來自先前視頻幀的預(yù)測的數(shù)據(jù)(存儲在DRAM122中)時(shí)，將產(chǎn)生完整的視頻幀的重建。圖3示出了一個(gè)象素產(chǎn)生器的框圖，用于根據(jù)上述的句法設(shè)置，從被攜帶在數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流中的用戶數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字VBI波形。該波形產(chǎn)生器可以是圖2示出的視頻信號重建電路136的一部分，或者可以是單獨(dú)提供的視頻重建電路，例如用于商業(yè)應(yīng)用，其中希望更大的靈便性，雖然有可能增加成本。該波形產(chǎn)生器能夠適用于表1中示出的用于AMOL、VITC和EBUVBI標(biāo)準(zhǔn)的各種參數(shù)。這些VBI服務(wù)的每一個(gè)具有對應(yīng)的每一個(gè)符號的象素?cái)?shù)目。封閉標(biāo)題、AMOL、VITC和EBU服務(wù)具有的脈沖帶有一個(gè)脈沖響應(yīng)時(shí)間，該響應(yīng)時(shí)間小于一個(gè)符號時(shí)間，在此稱之為單一的符號脈沖響應(yīng)。圖文業(yè)務(wù)具有多個(gè)符號脈沖響應(yīng)，其中的脈沖響應(yīng)時(shí)間是若干個(gè)符號。用于此業(yè)務(wù)的具有多個(gè)符號脈沖響應(yīng)的波形產(chǎn)生器在圖4中描述。利用單個(gè)符號脈沖響應(yīng)的服務(wù)的每一個(gè)具有對應(yīng)的上升時(shí)間，總體的過渡時(shí)間和每一個(gè)過渡的象素的數(shù)目。針對每一個(gè)業(yè)務(wù)的這一個(gè)信息總結(jié)在表5中。表5VBI業(yè)務(wù)特征</tables></tables>業(yè)務(wù)的單個(gè)符號脈沖響應(yīng)種類具有的特性是，其中有以CCIR601每幀取樣速率的四個(gè)或更多的象素。如在表5中所見，封閉標(biāo)題的每一個(gè)符號具有最大的象素?cái)?shù)目(例如大約是27)。對于單個(gè)符號脈沖響應(yīng)服務(wù)，從一個(gè)符號到下一個(gè)符號沒有重疊。符號的時(shí)間響應(yīng)使用其過渡和完整的幅度部分為特征的。符號的過渡部分可被作為服務(wù)的一部分而被下載，或存放在一個(gè)過渡存儲器(ROM或RAM)，例如提供在圖3示出的過渡產(chǎn)生器218中的存儲器中。從硬件的靈活性和通道的效率的角度，ROM的使用更為有效率。一個(gè)正弦方波的使用對于所有的各種VBI服務(wù)都將有效。將要被插入到VBI波形的數(shù)據(jù)在解碼器被插入并在FIFO202中排隊(duì)。通過象素產(chǎn)生器重放該符號而將數(shù)據(jù)插入到VBI中。象素產(chǎn)生器將以高電平和低電平經(jīng)過終端201插入(0幅度和1幅度)；經(jīng)過終端203插入其上插入數(shù)據(jù)(從場號和行偏移得出的數(shù)據(jù))的幀的行號；經(jīng)過終端205插入過渡類型(從脈沖形狀得到)；經(jīng)過終端207插入所要插入的符號的號碼(從碼字計(jì)數(shù)和余數(shù)計(jì)數(shù)得到)；分別經(jīng)過終端209和211插入NRZ模式和NRZ增量；經(jīng)過終端213插入符號-過渡比率；以及經(jīng)過終端215插入第一個(gè)符號(起始取樣)的起始時(shí)間。所有的這些信息都表示將要插入的VBI數(shù)據(jù)的特定的類型，并通過上述定義的句法提供。其中將要插入VBI數(shù)據(jù)的視頻信號數(shù)據(jù)經(jīng)過終端217輸入到波形產(chǎn)生器。例如以傳統(tǒng)的CCIR656格式提供的視頻數(shù)據(jù)被耦合到一個(gè)多路器254。該多路器254還從一個(gè)插入窗口產(chǎn)生器248接收門控信號，這使得多路器在定時(shí)窗口中輸出VBUI數(shù)據(jù)，即是例如長度為704象素的數(shù)據(jù)。為了將VBI數(shù)據(jù)插入到視頻信號的適當(dāng)?shù)奈恢?，視頻數(shù)據(jù)的行計(jì)數(shù)被保持并和所希望的插入行相比較。這一功能是通過一個(gè)行檢測器244和經(jīng)過終端217從視頻信號數(shù)據(jù)接收當(dāng)前行信息的一個(gè)行定時(shí)產(chǎn)生器246實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)將要插入VBI數(shù)據(jù)的行被行檢測器244檢測到時(shí)，則該行檢測器244啟動(dòng)該行定時(shí)產(chǎn)生器246。該行定時(shí)產(chǎn)生器246則保持該視頻數(shù)據(jù)行的軌跡，并提供該視頻數(shù)據(jù)行象素計(jì)數(shù)到插入窗口產(chǎn)生器248，以便提供適當(dāng)?shù)牟迦氪翱?，例?04個(gè)有效象素的插入窗口。一旦接收到正確行的0數(shù)據(jù)，該行定時(shí)產(chǎn)生器246還通知一個(gè)起始時(shí)間檢測器214(計(jì)數(shù)器)，開始對于由從句法得到的開始取樣信息規(guī)定的起始象素?cái)?shù)據(jù)的遞減計(jì)數(shù)。該起始時(shí)間檢測器214啟動(dòng)符號時(shí)鐘產(chǎn)生器210，該符號時(shí)鐘產(chǎn)生器210又清除一個(gè)符號計(jì)數(shù)器212。符號時(shí)鐘產(chǎn)生器210從句法接收NRZ模式和NRZ增量。一旦該符號時(shí)鐘產(chǎn)生器開始響應(yīng)起始時(shí)間檢測器214，則通過借助在象素時(shí)間上的分?jǐn)?shù)符號時(shí)間計(jì)數(shù)器的遞增計(jì)數(shù)得出符號時(shí)間。計(jì)數(shù)器的模式是分?jǐn)?shù)單位的。如果希望，計(jì)數(shù)器和單位可用由一個(gè)常數(shù)所乘，以便簡化硬件的實(shí)施。符號時(shí)鐘產(chǎn)生器210輸出一個(gè)符號時(shí)鐘到FIFO，以便實(shí)現(xiàn)對于來自FIFO202的VBI時(shí)間的鐘控。它還提供當(dāng)前出現(xiàn)的取樣的符號時(shí)間的一部分到將要描述的過渡時(shí)間度量電路216。符號時(shí)鐘運(yùn)行到該符號計(jì)數(shù)器212計(jì)數(shù)了由來自句法的碼字計(jì)數(shù)和余數(shù)計(jì)數(shù)所規(guī)定的符號的數(shù)目為止，在此時(shí)，產(chǎn)生一停止信號。該停止信號還清除在VBI數(shù)據(jù)路徑中的一個(gè)移位檢測器206。經(jīng)過移位檢測器206移位的VBI數(shù)據(jù)由符號檢測電路208監(jiān)視。通過將先前發(fā)送的符號和當(dāng)前將要發(fā)送的符號相比較檢測過渡的存在和不存在。如果它們是相同的，則產(chǎn)生相同的值并發(fā)送。如果這兩個(gè)符號之間存在不同，則就要選擇可能包括只讀存儲器(ROM)或隨機(jī)存儲器(RAM)的過渡產(chǎn)生器218。過渡產(chǎn)生器218存儲用于產(chǎn)生多個(gè)過渡函數(shù)的數(shù)據(jù)，每一個(gè)用于所支持的過渡類型，針對不同VBI標(biāo)準(zhǔn)的VBI數(shù)據(jù)脈沖。用于當(dāng)前VBI數(shù)據(jù)的所選擇的特定的過渡函數(shù)是由該句法的脈沖形狀規(guī)定的過渡類型并經(jīng)過終端205送到過渡產(chǎn)生器218的脈沖形狀的值所規(guī)定的。例如，過渡函數(shù)可用提供脈沖形狀作為一個(gè)矩形或上升的余弦脈沖。過渡的開始和結(jié)束是通過從過渡時(shí)間度量電路216輸入到過渡產(chǎn)生器的地址所決定的，該過渡時(shí)間度量電路216根據(jù)來自終端213的符號-過渡持續(xù)期比率和來自終端209的NRZ模式度量符號時(shí)間的一部分。所度量的符號時(shí)間的部分表示在VBI數(shù)據(jù)脈沖的上升時(shí)間之內(nèi)的時(shí)間中的取樣的位置。過渡處理被重復(fù)，直到檢測電路220確定該地址超過過渡產(chǎn)生器的ROM或RAM的范圍為止，在此時(shí)的符號已經(jīng)達(dá)到其最終值的100％。輸出多路器(檢測器)242隨后選擇用于當(dāng)前和符號象素的余量的最終值。選擇邏輯電路222根據(jù)過渡檢測電路224的對過渡的初始檢測控制輸出多路器242，并按照檢測電路220的確定的來控制過渡的結(jié)束。一個(gè)查詢表(LUT)236(存儲在例如ROM中)把從移位檢測器206輸出的數(shù)據(jù)的每一個(gè)比特轉(zhuǎn)換成一個(gè)8比特的電平，最終被標(biāo)度成適當(dāng)?shù)牧炼入娖剑糜谡谔幚淼挠脩魯?shù)據(jù)的特定類型。例如，LUT236可用將一個(gè)二進(jìn)制的″0″轉(zhuǎn)換成8-比特的00001111和將一個(gè)二進(jìn)制的″1″轉(zhuǎn)換成8-比特的11110000。這種變換是任意的，并且其它的所希望的8-比特電平可被選擇用于二進(jìn)制的″1″和″0″。除非一個(gè)過渡是在由選擇邏輯電路222指示的進(jìn)程中，則將來自LUT236輸出的8-比特電平被提供到輸出多路器242，選擇該電平作為輸出，在此種情況下，來自過渡產(chǎn)生器218的過渡函數(shù)被輸出。響應(yīng)通過201的用戶數(shù)據(jù)句法傳送的0幅度和1幅度，從輸出多路器242輸出的數(shù)據(jù)流被標(biāo)度成所需要的輸出電平。針對由插入窗口產(chǎn)生器248提供的插入窗口，一個(gè)輸出多路器254把產(chǎn)生的VBI數(shù)據(jù)插入到來自終端217的視頻數(shù)據(jù)流上。該插入窗口對應(yīng)于有效視頻信號的持續(xù)期。多個(gè)VBI業(yè)務(wù)可用圖3示出的產(chǎn)生器插入。需要用附加電路根據(jù)逐行基礎(chǔ)輸入為了運(yùn)行該產(chǎn)生器所需要的變量。數(shù)據(jù)在一個(gè)普通的FIFO中排隊(duì)。在實(shí)施中示出，除非另外有規(guī)定，所有的時(shí)鐘都是以13.5MHz運(yùn)行的。這是標(biāo)準(zhǔn)的MPEG、ATSC和DigiCipherII系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率的一半。符合EBU3217標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)具有這樣的性質(zhì)，即過渡時(shí)間要比符號時(shí)間稍長。這一問題可用通過選擇一個(gè)相對于這個(gè)過渡時(shí)間而言低百分之10到百分之90的過渡函數(shù)來克服。用于波形形成EBU3217數(shù)據(jù)的專用濾波器是高斯(Gaussian)過渡濾波器。窗口化的高斯過渡濾波器能夠提供比正弦方波較好的性能。可用按照聯(lián)系圖3對于VBI業(yè)務(wù)的討論支持電視圖文業(yè)務(wù)。為了支持電視圖文業(yè)務(wù)，如上所述，波形產(chǎn)生器必須控制一個(gè)脈沖響應(yīng)，該響應(yīng)必須在持續(xù)期上大于一個(gè)符號。實(shí)現(xiàn)這種VBI波形產(chǎn)生器的實(shí)例在圖4中示出。圖4中的VBIFIFO310、312、符號計(jì)數(shù)器316、符號時(shí)鐘產(chǎn)生器320、起始時(shí)間檢測器322、標(biāo)度和補(bǔ)償電路306、308、插入窗口產(chǎn)生器332、行檢測器330和328都與圖3中的相對的比較類似。為了控制電視圖文業(yè)務(wù)的范圍可從以13.2MHz取樣每個(gè)符號的1.89到2.36的多個(gè)符號的脈沖響應(yīng)，一個(gè)發(fā)送(Tx)濾波器RAM302和一個(gè)內(nèi)插濾波器314被采用。應(yīng)該理解到，如果希望的話，該濾波器RAM302也可以用應(yīng)該RAM來實(shí)現(xiàn)，特別是如果所希望的格式的脈沖響應(yīng)將要被裝入而不是被局部地存儲在ROM中時(shí)。任何這種裝入都是以應(yīng)該固定的每一個(gè)符號速率的取樣數(shù)輸入的。用于這種裝入的句法可用按照在先討論的C語言形式的經(jīng)過提供。這種內(nèi)插器被用于產(chǎn)生13.5MHz速率的圖象。速率的差異是該內(nèi)插器的增量。通過終端303把將要插入的數(shù)據(jù)在FIFO310中排隊(duì)。借助把符號經(jīng)過象素產(chǎn)生器的重放將數(shù)據(jù)插入到VBI中。該象素產(chǎn)生器帶有第一個(gè)符號象素經(jīng)過終端315的起始時(shí)間、每一個(gè)符號象素的數(shù)目(遞增/模式)經(jīng)過終端311和309的起始時(shí)間、經(jīng)過終端300插入高和低電平的(0幅度和1幅度)起始時(shí)間、經(jīng)過終端301的信令系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)(過渡類型)的起始時(shí)間、經(jīng)過終端307插入的符號的數(shù)目和經(jīng)過終端305插入數(shù)據(jù)的場號和行號。輸出到終端317的視頻數(shù)據(jù)是按照CCIR656的格式提供的。行計(jì)數(shù)被導(dǎo)出并在電路330、328和起始時(shí)間檢測器322中與插入的所希望的行相比較。一旦獲得準(zhǔn)確的行的零數(shù)據(jù)，則在電路起始時(shí)間檢測器322中開始用于起始象素時(shí)間的遞減計(jì)數(shù)，這使得在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間啟動(dòng)該符號時(shí)鐘產(chǎn)生器320。這704個(gè)象素的插入窗口產(chǎn)生器332是通過行定時(shí)產(chǎn)生器328啟動(dòng)的。和在圖3中的波形產(chǎn)生器相同，符號的定時(shí)是通過對于函數(shù)″符號定時(shí)/象素定時(shí)″的計(jì)數(shù)器的遞增得出的，其中的″INCR″是應(yīng)該是一個(gè)計(jì)數(shù)器，并且計(jì)數(shù)器的模式是該分?jǐn)?shù)的分母。除去分別通過終端309和311接收模式和增量之外，符號時(shí)鐘產(chǎn)生器320通過終端313接收系統(tǒng)時(shí)鐘(例如27MHz)。通過以27MHz而不是以13.5MHz運(yùn)行該符號時(shí)鐘產(chǎn)生器，產(chǎn)生兩倍的符號速率時(shí)鐘。FIFO310的啟動(dòng)輸入，從一個(gè)除法器318接收符號時(shí)鐘，該除法器318將符號時(shí)鐘產(chǎn)生器320的輸出除2。這一點(diǎn)是必要的，因?yàn)榉枙r(shí)鐘產(chǎn)生器提供的時(shí)鐘符號速率的兩倍。一旦符號的具體的數(shù)目從該FIFO輸出，則該符號時(shí)鐘就對于當(dāng)前的電視行禁止。所有隨后的數(shù)據(jù)符號都被強(qiáng)制成低(0)狀態(tài)。這些符號不是數(shù)據(jù)，而是填充704個(gè)象素的窗口的具有低狀態(tài)的平衡數(shù)據(jù)。發(fā)送濾波器RAM302產(chǎn)生每一個(gè)符號的兩個(gè)象素。當(dāng)起始時(shí)間到達(dá)時(shí)，發(fā)送312以符號速率裝入發(fā)送符號。在完成每一個(gè)插入時(shí)，該寄存器被初始化成用光低狀態(tài)。用于該脈沖響應(yīng)的持續(xù)期的發(fā)送數(shù)據(jù)被送到發(fā)送312。該ROM存儲事先根據(jù)已知計(jì)數(shù)計(jì)算的脈沖響應(yīng)的查詢表。通過存儲FIR計(jì)算的結(jié)果在該ROM中，就沒有必要存儲FIR系數(shù)以用于計(jì)算該結(jié)果。當(dāng)該ROM由經(jīng)過終端301的過渡類型編址時(shí)，將被提供在VBI波形中用于特定過渡的適當(dāng)?shù)腇IR將從LUT輸出。該發(fā)送濾波器的輸出經(jīng)過寄存器304送到內(nèi)插濾波器314。該內(nèi)插濾波器314把每個(gè)符號速率數(shù)據(jù)兩個(gè)取樣轉(zhuǎn)換成13.5MHz的取樣。一個(gè)適當(dāng)?shù)膬?nèi)插濾波器的實(shí)例由下列的FIR系數(shù)所描述A0＝αμ2-αμA1＝-αμ2+(α+1)μA2＝-αμ2+(α-1)μ+1A3＝αμ2-αμ其中的α定義為0.5，而μ是用于將要被內(nèi)插的取樣的時(shí)間。用于該內(nèi)插器(ParaIntr)的頻率響應(yīng)400和用于各種電視圖文標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送脈沖響應(yīng)402，404，406和408，以及用于本發(fā)明的原始指定的VideoCipher標(biāo)準(zhǔn)特性在圖5中示出?？捎每闯觯搩?nèi)插器明顯地影響著發(fā)送的頻率響應(yīng)。這種頻率響應(yīng)的誤差能夠在發(fā)送濾波器中較正(預(yù)失真)，從而減小其影響。所要求的是，發(fā)送頻譜以及它的圖象將被在內(nèi)插前完好地控制。這將是用于所描述的數(shù)據(jù)信號類型的情況。如果每一個(gè)符號的象素速率是小于每個(gè)符號的三個(gè)取樣，則將需要每一個(gè)符號的取樣的更大的數(shù)目。送到內(nèi)插濾波器314的數(shù)據(jù)是以兩倍的符號速率進(jìn)行的。實(shí)際的實(shí)際發(fā)送的出現(xiàn)是和27MHz的速率相吻合的。該內(nèi)插器是以13.5MHz輸出。時(shí)間內(nèi)插變量是以13.5MHz的速率送到濾波器的。時(shí)間產(chǎn)生器324和標(biāo)定電路326使得μ的數(shù)字表示和該濾波器硬件的數(shù)字系統(tǒng)相一致，并與當(dāng)前的模式值無關(guān)。數(shù)據(jù)流已經(jīng)被標(biāo)定成要求的輸出電平。例如這將可用通過標(biāo)度和補(bǔ)償電路306提供的一個(gè)相乘或每一個(gè)象素的相加實(shí)現(xiàn)。輸出308將來自標(biāo)度和補(bǔ)償電路306的VBI數(shù)據(jù)插入到來自終端317的CCIR視頻數(shù)據(jù)流上，用于704個(gè)象素的窗口。可以有多種可供選擇的方式實(shí)現(xiàn)圖3和圖4示出的波形產(chǎn)生器提供的功能，而且示出的實(shí)施例決不是對于本發(fā)明進(jìn)行限制。例如，進(jìn)行的標(biāo)定和補(bǔ)償可以在示出的情況之前進(jìn)行。在圖4中的實(shí)施例中，任何已知類型的內(nèi)插器均可使用。而且，在多個(gè)符號的實(shí)施例中，較低數(shù)據(jù)速率可用具有更高每符號取樣的脈沖響應(yīng)來支持。所有當(dāng)前的電視圖文的標(biāo)準(zhǔn)都可以由每個(gè)符號兩個(gè)取樣來支持。此外，具有M≥2的多電平脈沖幅度調(diào)制(PAM)可用圖4的波形產(chǎn)生器支持。在該實(shí)例中，由于是M≥2，將會(huì)有每個(gè)符號的以2為基底的對數(shù)的M比特送到發(fā)送濾波器ROM，由于是M＝2，將會(huì)有每一個(gè)符號的一個(gè)比特送到發(fā)送濾波器ROM。應(yīng)該懂得，本發(fā)明提供的是用于在數(shù)字電視數(shù)據(jù)流中傳送用戶信息的方法和裝置。用戶信息的類型是通常在模擬電視信號的消隱期中作為NRZ數(shù)據(jù)傳送的類型。用戶數(shù)據(jù)是以一個(gè)用戶數(shù)據(jù)的句法傳送的，它能夠提供各種補(bǔ)償場。這些包括附加數(shù)據(jù)類型場、行補(bǔ)償、起始符號、NRZ增量和模式、幅度值、脈沖形狀信息、碼字以及和在以亮度碼字和亮度NRZ比特形式傳載的用戶數(shù)據(jù)相關(guān)的余數(shù)計(jì)數(shù)信息。雖然是參照具體的實(shí)施例進(jìn)行的描述，應(yīng)該懂得，本發(fā)明在不背離所附的權(quán)利要求的精神范圍內(nèi)將會(huì)有各種修改。權(quán)利要求1.一種用于根據(jù)垂直消隱期(VBI)服務(wù)的用戶數(shù)據(jù)句法產(chǎn)生插入到數(shù)字視頻信號的VBI部分的數(shù)字波形的裝置，所說的裝置包括符號處理器，用于從所說的VBI服務(wù)接收VBI數(shù)據(jù)，并根據(jù)所說的用戶數(shù)據(jù)句法以與所說的VBI服務(wù)兼容的格式提供所述的VBI數(shù)據(jù)；所說的句法提供用于多個(gè)符號的第一個(gè)符號的起始時(shí)間，這多個(gè)符號攜帶所說的VBI數(shù)據(jù)，并指示(i)每一個(gè)符號表示的多個(gè)象素，(ii)用于所說的符號的過渡時(shí)間，和(iii)傳送所說的VBI數(shù)據(jù)的符號的數(shù)目；和一個(gè)定時(shí)電路，用于根據(jù)所說的起始時(shí)間，把所說的VBI數(shù)據(jù)置入由所說的句法指示的電視行的一個(gè)VBI部分。2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括一個(gè)耦合到所述符號處理器的緩存器，用于暫存所說的VBI數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，還包括一個(gè)電平控制電路，響應(yīng)由所說的句法提供的至少一個(gè)幅度值，用于在插入到所述的VBI部分之前，調(diào)節(jié)所述的VBI數(shù)據(jù)的電平。4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所說的電平控制電路提供所說的VBI數(shù)據(jù)的M-電平幅度調(diào)制，其中M＞2。5.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述的電平控制電路提供所說的VBI數(shù)據(jù)的非歸零幅度調(diào)制。6.根據(jù)在先的權(quán)利要求之一的裝置，其中所說的VBI服務(wù)的所說的VBI數(shù)據(jù)具有一個(gè)單一符號脈沖響應(yīng)；所說的符號處理器包括一個(gè)過渡處理器，響應(yīng)與所說的VBI服務(wù)兼容的被檢測的過渡，用于檢測在所述的VBI數(shù)據(jù)中的一個(gè)過渡并產(chǎn)生一個(gè)過渡波形；和所說的裝置還包括用于將所說的過渡波形和VBI數(shù)據(jù)組合，以便提供所說的數(shù)字波形，用于插入到由所說的句法指示的電視行的所說的VBI部分的裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所說的過渡處理器還包括用于根據(jù)由所說的句法定義的過渡類型，產(chǎn)生針對所說的VBI服務(wù)的一個(gè)過渡函數(shù)的裝置；所說的過渡波形是根據(jù)所說的過渡函數(shù)產(chǎn)生的。8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中所說的過渡處理器還包括一個(gè)存儲器，用于存儲用來產(chǎn)生所說的過渡函數(shù)的過渡數(shù)據(jù)；所說的用于產(chǎn)生的裝置是響應(yīng)所說的被存儲的數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生所述的過渡函數(shù)。9.根據(jù)在先權(quán)利要求之一的裝置，其中所說的VBI數(shù)據(jù)具有多個(gè)符號脈沖響應(yīng)，所說的符號處理器包括用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)脈沖響應(yīng)函數(shù)，以便產(chǎn)生表示用于VBI服務(wù)的VBI數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)符號序列的裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，還包括一個(gè)存儲器，根據(jù)由所說的句法定義的一個(gè)過渡類型，用于存儲針對所說的VBI服務(wù)的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)；所說的用于實(shí)現(xiàn)的裝置是響應(yīng)所說的存儲的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)用于所說的VBI服務(wù)的所說的脈沖響應(yīng)函數(shù)。11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中所述的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)是裝入到用于存儲脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)的所述的存儲中。12.一種用于根據(jù)垂直消隱期(VBI)服務(wù)的用戶數(shù)據(jù)句法產(chǎn)生插入到數(shù)字視頻信號的VBI部分的數(shù)字波形的方法，所說的方法包括步驟從所說的VBI服務(wù)接收VBI數(shù)據(jù)；并根據(jù)所說的用戶數(shù)據(jù)句法以與所說的VBI服務(wù)兼容的格式提供所述的VBI數(shù)據(jù)；所說的句法提供用于多個(gè)符號的第一個(gè)符號的起始時(shí)間，這多個(gè)符號攜帶所說的VBI數(shù)據(jù)，并指示(i)每一個(gè)符號表示的多個(gè)象素，(ii)用于所說的符號的過渡時(shí)間，和(iii)傳送所說的VBI數(shù)據(jù)的符號的數(shù)目；和根據(jù)所說的起始時(shí)間，把所說的VBI數(shù)據(jù)置入由所說的句法指示的電視行的一個(gè)VBI部分。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括步驟在所說的提供步驟之前，緩存所說的VBI數(shù)據(jù)。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，還包括步驟響應(yīng)由所說的句法提供的至少一個(gè)幅度值，在插入到所述的VBI部分之前，調(diào)節(jié)所述的VBI數(shù)據(jù)的電平。15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所說的電平調(diào)節(jié)步驟提供所說的VBI數(shù)據(jù)的M-電平幅度調(diào)制，其中M＞2。16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述的電平調(diào)節(jié)步驟提供所說的VBI數(shù)據(jù)的非歸零幅度調(diào)制。17.根據(jù)在先的權(quán)利要求12-16之一的方法，其中所說的VBI服務(wù)的所說的VBI數(shù)據(jù)具有一個(gè)單一符號脈沖響應(yīng)，所述的方法還包括下列的步驟響應(yīng)與所說的VBI服務(wù)兼容的被檢測的過渡，檢測在所述的VBI數(shù)據(jù)中的一個(gè)過渡并產(chǎn)生一個(gè)過渡波形；和將所說的過渡波形和VBI數(shù)據(jù)組合，以便提供所說的數(shù)字波形，用于插入到由所說的句法指示的電視行的所說的VBI部分。18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括下列步驟根據(jù)由所說的句法定義的過渡類型，產(chǎn)生針對所說的VBI服務(wù)的一個(gè)過渡函數(shù)；所說的過渡波形是根據(jù)所說的過渡函數(shù)產(chǎn)生的。19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中還包括步驟存儲用來產(chǎn)生所說的過渡函數(shù)的過渡數(shù)據(jù)；所說的用于產(chǎn)生的步驟是響應(yīng)所說的被存儲的數(shù)據(jù)，以便產(chǎn)生所述的過渡函數(shù)。20.根據(jù)權(quán)利要求12-19之一的方法，其中所說的VBI數(shù)據(jù)具有多個(gè)符號脈沖響應(yīng)，還包括步驟實(shí)現(xiàn)一個(gè)脈沖響應(yīng)函數(shù)，以便產(chǎn)生表示用于所說VBI服務(wù)的VBI數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)符號序列。21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，還包括步驟根據(jù)由所說的句法定義的一個(gè)過渡類型，存儲針對所說的VBI服務(wù)的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)；所說的用于實(shí)現(xiàn)的方法是響應(yīng)所說的存儲的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)用于所說的VBI服務(wù)的所說的脈沖響應(yīng)函數(shù)。22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法還包括步驟裝入所說的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)；其中所說的存儲步驟響應(yīng)所說的裝入步驟。全文摘要一數(shù)字波形產(chǎn)生器適用于不同的垂直消隱(VBI)標(biāo)準(zhǔn)并被插入到數(shù)字成分視頻信號的VBI部分。一緩存器根據(jù)一用戶數(shù)據(jù)句法接收針對特定VBI服務(wù)的攜帶VBI數(shù)據(jù)的符號,它表示其中將要插入有VBI數(shù)據(jù)的電視行。該符號處理器以一種格式提供該VBI數(shù)據(jù)。一個(gè)定時(shí)電路響應(yīng)由句法提供的起始時(shí)間,以便該VBI數(shù)據(jù),響應(yīng)由句法提供的幅度值,在將數(shù)據(jù)插入到VBI部分之前,一個(gè)電平控制電路調(diào)節(jié)該VBI數(shù)據(jù)的電平。文檔編號H04N7/088GK1194542SQ9810702公開日1998年9月30日申請日期1998年1月16日優(yōu)先權(quán)日1997年1月16日發(fā)明者G·肯特·瓦爾克,雷·紐伯申請人:次級系統(tǒng)有限公司