CN1048137C - 数字式视频信号传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种把经压缩的视频数据处理成复合视频数据的视频系统，包括一个处理器、一个标准视频低压器和一个视频接口。标准视频解压器将压缩后的视频数据处理成能压视频数据和包含VBI数据编码的用户数据。VBI数据被从用数据中挑出。视频接口将解压后的视VBI数据处理成复合视频信号，该视频接口包括将VBI数据处理成VBI信号的VBI数据发生器、与视频解压器相连的用于接收经解压的视频数据混合器。

Description

数字式视频信号传输系统
本申请为美国申请(No.08/006,476，申请日：1993年1月20日)“数字式节目信息传送系统中用于提供闭路字幕的装置和方法”的一个后续分案申请。该申请的主题涉及下列，美国申请08/161,160号，“用于传输包括图像信息在内的多种数字信息的系统和方法”、美国申请08/160,841号，“可充分利用内存的同步检测方法及装置”、美国申请08/161,159号“多种节目信息数据接收装置结构”、1995年5月30日授与的美国专利5420640号，美国申请08/160,839号“用于对QPSK载波进行定位和跟踪的方法及装置”以及美国申请08/160,827号“提供压缩数字图文信息及其辅助信息的系统和方法”。所有这些申请均为本申请的共同申请，本申请中引用其中披露的技术。
本发明一般地涉及数字信号的传输，更具体地涉及一种用于对多种数字式节目信息进行多路传输的系统和方法，这些节目信息包括压缩式图像信息及其辅助性数据信息，比如，在向多个远程终端/用户发送图像信息时专门为耳患者提供的闭路字幕(closed captioning)信息。
本发明背景的描述将结合收费电视系统比如向电视用户传播各种节目的有线电视和直播卫星系统(DBS)进行。不过，需要指出的是，本发明的范围并不局限于这些情况。
在收费电视行业中，节目制作人向各个远程用户端传播节目。一个“节目”可以由图像、声音以及其它相关的信息比如闭路字幕信息和图文数据信息等组成。一个节目制作人可能希望提供许多种节目和信息。通常，他/她会通过卫星将这些节目/信息提供给DBS用户和/或有线电视中介人。若是后者(有线电视中介人)，则在其电缆线前端装置上接收通过卫星发送的节目。一个中介人通常从许多节目制作人那里同时接收节目及其它信息，然后从中选出一些节目/信息提供给它的用户。此外，它还可以在其电缆线首端装置上插入本地的节目。这些被选中的卫星转播节目和插入的当地节目通过一个共轴电缆线网络传送给各个用户。若是DBS用户，则每个用户自己就能直接从节目制作人那里接收到卫星直播节目。
过去，收费电视系统(包括有线电视和DBS)一直在模拟状态下运行的。最近，收费电视系统开始朝全数字系统方向发展。在发送节目之前，一切信号先被转换成数字信号。数字传输的优点在于，数字数据可以同时在发射端和接收端进行处理，从而可以改善图像质量。此外，具有高信号压缩比的数字数据压缩技术已经被开发出来。数字压缩技术使得更多的节目可在同一个固定的带宽内进行传输。由于在卫星应答机和共轴电缆线分布网络中普遍存在带宽限制问题，数字压缩技术具有极大的优越性。
美国专利申请(No.968,846，申请日：1992.10.30)“多种数字节目信息传输系统与方法”中已涉及这一主题。本发明引用它作为对比文件。
以前，通讯技术(包括声音通讯和数据通讯)和电视技术(包括卫星、广播和有线电视)是各自独立的。近来，出现了电视技术和通讯技术合为一体的趁势。在这种趋势下，人们开始积极地开发可用于处理任何一种或多种电视/通讯信息的传输系统。目前，可用于传输节目信息的基本媒介物/载体包括：共轴电缆线、陆地微波、蜂窝电台、调频广频(FM)、广播卫星、光纤等等。
每种载体都有它自己的特点。例如，和卫星相比，电缆线在数字数据传输中易于出现较大的介质误码率，但它们是以一长串的同步脉冲形式出现的。相比之下，卫星的出错率则很高，主要是因为其信号功率很弱，因而具有很低的信噪比。为了对卫星传输的出错率进行校正，需要专门利用回旋式错误纠正器之类的技术，而这在电缆线传输中是不要求的。
在美国申请(No.07/968,846，申请日：1992.10.30)“多种数字节目信息传输系统及方法”中披露了一种编码器，用于生成一种多路复用数据流(下简称“数据流”)，其中携带的节目信息通过卫星或电缆线分布网输送到远程终端。“数据流”由一系列连续的“帧”构成，每帧包含两“场”，每场包含若干“行”。每场中的行分成两个“组”，每中第一组字义为“输送层”，第二组定义为“信息数据区”。
上述方案的一个特点是能使数据流随各场呈现动态变化；另一个特点是数据流的数据传输速度(简称“数据率”)与已知的模拟视频信号结构频率(即帧、场、行之频率)有关。
在美国申请(No.07/970,918，申请日：1992.11.2)“对若干种数字节目信息进行多路混合以利于远距离传输的系统和方法”中，描述了另一种系统。该系统可对各种数字信息(包括，例如，图像、声音、图文、闭路字幕及其它数据信息)进行多路混合传输。根据这一申请，可产生多道子帧数据流，每道数据流包括一个“输送层”和一个“节目数据区”。这些子帧数据流经多路混合而“超帧”，其中含有一个输送层区和一个子帧数据区。
在用户家里或任何其它接收端的译码器将多路混合数据流分解成各种信息，包括通常的电视图像。为了高效率地转换电视图像，必须删除夹在图像中的冗余信息，这一过程称作“视频压缩”。人们提出了各种视频压缩技术，有些已被国际上采用，比如ISO-11172和13818，一般称作MPEG标准(包括MPEG1和MPEG2)。MPEG指“动画专家小组”(Moving Picture Expert Group)。有几个厂家已开发出对MPEG1和MPEG2压缩视频数据进行解压的集成电路，如ThompsonCSF，C-Cube和LSI Logic公司。
标准模拟MTS合成视频信号已经是一种压缩型信号。为了在亮度带宽范围内对彩色副载波信号进行调节，人们放弃使用对角线度信号分解力。不幸的是，彩色副载波的存在降低了相邻取样和相邻帧之间的相关性，使得进一步的压缩变得困难。为此，人们采用高效率的压缩算法，它不是针对NTSC信号，而是针对各个原始信号成分的，即针对：亮度信号Y，第一色差(U)和第二色差信号(V)。
视频压缩的基本原理是从信号中删除冗余。视频信号中有两种主要类型的冗余：心理视觉冗余和数字冗余。高效率的传输系统应能同时消除这两种冗余。
信号中的“心理视觉冗余”来自人的眼睛和大脑所不使用并且不能理解的传输信息。最明显的例子是R、G、B信号中多余的色度信号带宽。当视频信号采用R、G、B信号成分表达时，R、G、B中任何一种信号成为均无法缩小带宽，否则便会导致图像质量的明显下降。不过，当一种全带宽的亮度信号存在时，人眼不能觉察彩色信号宽度的明显变化(缩小)。NTSC便是利用人类这一心理视觉特性，通过一个线性矩阵变换电路，将原始的R、G、B信号转换成Y、U、V成分。U、V成分的频带宽度可以缩小到辉度信号带宽的25％，而不会导致图像质量的明显下降。不过，NTSC并不能充分地利用色差冗余。它只能在水平方向上缩小带宽，而人眼对于垂直方向的色差同样不敏感。其它心理视觉冗余包括：对快速移动物体的亮度细节、亮度对角线分解力、靠近高对比率跃近的亮度细节(边缘掩蔽作用)。删除心理视觉冗余的办法是先将信号转换成一种“域”(domain)，在“域”中再将多余的信息隔离或删去。
数字冗余是在这样的情况下出现的，即当对信号的任何一次取样与对同一信号的其它任何一次取样均具有非零相关系数时。这意味着有些隐含的信息将不止一次地出现，因而可以删除这些信息使数据得到压缩。在一个最小程度取样的典型电视图像亮度信号中，相邻取样的相关系数通常在90％到95％之间。在不变区域，相邻帧之间的相关系数为100％。平均相关系数在90％以上。
在视频压缩中，移动图像中的冗余信息是一个象素一个象素、一行一行、一帧一帧地进行删除的。压缩后的移动视频图像被有效地转换成多路混合数据流中的一部分信息。
已有的技术设备中，移动式视频图像通常是按标准信号类型(如模拟NTSC合成视频信号，PAL信号)进行编码的。这些信号包括各帧信息的周期性重复，每帧信息包括各行信息的周期性重复。帧中各行被编排在第一场(半帧)和第二场(半帧)内。每行包括一个同步信息区和一个活动视频区。每帧由三个子帧构成，其中，第一子帧内各行用于垂直同步；第二子帧用于传送辅助数据(在竖直消隐间隔期间，即VBI期间进行传送的数据，简称VBI数据，包括在第21行中专门为聋者设置的闭路字幕数据)；剩下的行编入第三子帧，其中含有视频图像。在标准视频压缩技术中，最能够进行压缩的是视频图像。
在视频压缩技术中，辅助数据(或VBI数据)在压缩之前先已从图像中取走。所以，用户不能指望从接收到的压缩式移动视频图像节目信息中获得在垂直消隐间隔期间传输的VBI数据(比如NTSC信号)。
本发明的一个目的是克服已有技术中的不足。更进一步的目的是提供一种符合行业标准的可用于传输各类VBI数据的装置。本发明还有一个目的是提供一种VBI数据译码装置，所述VBI数据用标准MPEG格式编码，从而可以通过在编码器端编入适当的数据实现对字符宽度、字符高数据级和字符低数据级的灵活控制。
本发明的上述目的和其它目的是通过以下系统来实现的：
一种将压缩视频数据处理成合成视频数据的视频系统，所述合成视频数据与一种标准的合成视频信号类型对应，这种标准信号类型选自多种标准型，其中至少包括NTSC、PAL两种合成视频信号类型中的一种：该系统包括一个处理器(34)、一个标准视频解压器(32)和一个视频接口(40)，标准视频解压器将压缩的视频数据变成解压视频数据和用户数据两种，用户数据中含有编码的VBI数据。处理器将VBI数据从用户数据中提取出来。视频接口将解压视频数据和VBI数据加工成一种合成视频信号。视频接口包括一个VBI数据发生器(60)，用于将VBI数据转换成VBI信号；一个混合器(50)，其与视频解压器连接，用于接收解压视频数据，与VBI数据发生器连接，用以接收VBI信号并且在扫描线的信号传送场(活动区间)输出Y、U、V数据；以及一个将Y、U、V数据数据转换成合成视频数据的电路。
本发明将在后面结合附图的实例中得到详细的描述。这些附图包括：
图1为根据本发明的一种译码器的局部方框图；
图2为本发明中视频处理器的方框图；图3为视频接口的方框图。
图4为根据本发明的VBI数据生成器的方框图；
图5为根据本发明的一个简单的合成器示意图；
图6为美国专利申请No.968,846中描述的一种对多种数字信息进行多路混合以便传输给各个远程终端的局部方框图；
图7为由编码器生成的多路混合数据流的示意图；
图8表示现有相关技术中一帧用于传送NTSC视频信息的多路混合数据流的一般结构和内容细节；
图9表示现有相关技术中一帧多路混合数据流中第一场(头半帧)数据/信息的细节；
图10详细说明现有相关技术中一帧多路混合数据流中第一场(下半帧)数据/信息；
图11是本发明系统的一个运作环境的简化方框图；
图12是译码器216的方框图；
图13为根据本发明的第21行的波形；
图14为图12中第21行形成电路242的方框图；
图15为根据本发明的另一种帧结构；
图16为根据本发明的又一种帧结构。
下面结合图6-10概要介绍美国专利申请No.968,846中披露的部分内容，并说明对这些已有技术的改进，以便更好地说明本发明的特点。
图6为系统100的局部框图。该系统将多种数字节目信息进行多路混合/转换，以便传送给各个远程端口(未画出)。在收费电视情况下，系统100包括多个节目信息编码器112，每个编码器由一个“节目制作人”操作使用。如图所示，在系统100中，节目制作者的数目N是任意的。在“发明背景”中曾提到，节目制作人是指向各个用户提供“节目”的实体。例如，在图6中，第1个节目制作人可以提供1到N个节目，每个节目均由一套相关的信息组成，包括图像、声音和闭路字幕信息。图6举例说明节目1由一种图像信息114和两种相关的声音信息(比如立体声)116、118组成。
一个节目可以包括若干种相关信息，一个节目制作人可以提供若干套节目。
通常而言，每个节目的各部分信息是按模拟信号形式制作的。根据本发明的系统和方法，每个编码器112均有若干个模拟/数字转换器120，用于将模拟型信息转换成数字型。此外，图像和声音信息可以由图像/声音压缩装置122进行压缩(这点本发明并不要求)。对于本领域技术人员来说，应当知道有许多种图像/声音压缩技术可以采用。例如，“动画专家小组”(MPEG)开发了一种图像压缩算法，已在数字图像信息行业获得广泛应用。矢量量化是一种更新开发的数字图像压缩技术。根据本发明，图像/声音压缩装置122可以采用任何一种压缩算法，而不局限于其中任何一种。此外，如上所述，声音/图像压缩并非本发明所要求的。使用压缩技术只是为了增大在一给定带宽内传输的数据量。
每个编码器进一步包括一个多路器124。下面将更为详细地说明，根据本发明的方法，多路器124用于将多路数字节目信息进行多路混合，以便于传输给远程端点如电缆线前端装置或DBS用户。每个编码器112中的多路器124产生一个多路混合/复用流据流126，馈给发射器128，并通过卫星130向远程网点传播。如图6所示，每个节目制作人(即节目制作人1……节目制作人N)均提供自己的“数据流”126。下面要进一步说明，多路混合/复用数据流可在各种性质不同的远程网点(比如电缆线前端，DBS用户端或有线电视用户)进行接收。根据本发明的方法，每一个远程端点均采用一个多路分配器(信号分离器)，将所要的信息从混合数据流中提取出来。多路分配器的细节将在后面进一步说明。
图7是每个编码器112内由每个多路器124产生的混合数据流126的示意图。根据本发明，混合数据流126由一系列连续的帧组成，每帧包含两个“场”(半帧)，如图所示。后面将更一步说明，每个场内均含有多路混合信息数据和一个含有使用本发明的系统所必不可少的“系统数据”的输送层。由于某些类型系统数据量太大，难以在一个场内全部传送完，只好分由几个连续的场来进行。我们将这些场合称为一个“组”。例如，一个组可以包括8个场。当然，一个组可以是任意若干场。多路混合传输数据流126其实是按“组”来分界的。每组传输一套系统数据(与其编码相关的数据)。组与组之间界线可以是固定的，也可以是不断变化的。后面将进一步说明，安在每个远程端的多路分配器需要一个指定组内的系统数据，以便从下一个组的信息数据中提取所要的信息。
如图6所示，数据流中的图像信息开始时通常是模拟信号型(除HDTV信号是例外)，经A/D转换器120“数字化”，变成数字信息。后面将进一步说明，用户从所接收到的数据流中提取其所要(选中)的数字图像信息，并显示在例如电视机的屏幕上。不过，在这之前，必须先将数字图像信息转换成模拟视频信号。本领域技术人员知道，在电视行业中，获得广泛应用的模拟视频信号有许多种类型，比如在美国获得广泛应用的NTSC，在欧洲的大部分地区使用的PAL等。
本发明的一个实施例中，为了简化硬件设计及频率生成(通过系统100)，整个帧结构和混合数据流126的传输速率最好与多路混合器中的图像信息所具体采用的模拟视频信号类型相关。比如，是采用PAL信号形式还是NTSC，帧结构和数据流的传输速率均不相同。数字式混合数据的速率和时钟脉冲与主要模拟视频信号的频率相关的情况可简化整个系统的硬件设计，特别是，可以大大简化在用户端对模拟视频信号(以及音频信号)的再生问题。
图8表示图7中混合数据流的一帧的总体结构和内容，其中多路混合器中的视频信号为NTSC型。帧结构和混合数据流传输速率均与NTSC型模拟信号相关。例如，混合数据流的总传输速率与模拟的电视扫描线的频率Fh相关，且等于15.734KHz，(即Fh＝15.734KHz)。如图8所示，一帧包含很多“行”(扫描线)，每行长为171字节(即1368位)，当视频信号为NTSC型时，全帧一共是525行。这样，一种数字节目信息可以包括很多帧，每帧525行，每行171字节，对应于每一种模拟节目信息，每行的传输速率是每秒15，734行。本领域普通技术人员知道，构成一帧的525行与NTSC模拟图像中的扫描行数目相对应/一致。此外有每帧中行被安排在两个半帧(即“场”)内，每场262行；检测行140加在帧内第2场的末尾。这样，一共是525行。显然，这种“二场式”结构和NTSC型信号中的“二场式”结构是对应的。
为了取得多路混合数据流速率和NTSC模拟信号频率之间的对应关系，帧内每行的传输速率应等于Fh(水平扫描线频率)。对于NTSC型视频信号，Fh等于15.734KHz。这样，对于NTSC型视频信号的情况，多路混合数据的速率为：
Figure C9419491000141
＝21.5Mbps
由于一帧有525行，因此一帧的总频率为29.97Hz，等于NTSC型视频信号的模拟帧频。本领域技术人员知道，混合数据频率1368Fh并不正好等于NTSC的再生频率。因此，用户译码器必须执行频率转换功能，以便精确地恢复(再生)NTSC模拟视频信号。单个的21.5Mbps混合数据流可以在一个6MHz有线频道内进行调制和传输，两个21.5Mbps混合流据流可以通过单个C波段卫星应答机相互交替地进行传输。
再看图8，其中，一帧内的各场均以一个VSYNC字142开始，各行均以一个HSYNC字节146开始。后面将进一步说明，在每个用户端的译码器中，多路分配器(信号分离器)在收到一个混合数据流后便利用HSYNC和VSYNC来建立帧同步和场同步。类似地每个场均产生一个VSYNC字142，不过，该字每隔一场可以进行倒置/反相。每行所使用的HSYNC字节146最好一样。每场的VSYNC字142之后跟着的是一个“输送层”144。一般来说，每场的输送层144内都含有系统数据，它是本发明的系统运作时所必需的。此外，更为重要的是，输送层144还详细规定了这些系统数据及跟在输送层后面的信息数据的内容和结构。后面将进一步说明，输送层144的一个重要组线部分是“多路传输映射”，它位于每场的VSYNC字142之后。多路传输映射说明其后面各个输送层信息包的数目和位置。每场的多路传输映射均不相同。
图8中，输送层144后面跟着的是信息数据空间148，里面装着混合数据流的声音/图像信息数据。后面将进一步说明，每场内各种视频(图像)信息和音频(声音)信息的分布各不相同，因而系统可以采用多种信息数据。每种信息的数据速率可在HDTV速率(大约17Mbps)和T1标准道讯的数据速率(1.544Mbps)之间变化。各种信息中，分配给图像、声音和其它信息的数据量可以调节。信息、数据空间中未被声音信息占用的部分可以再分配给图像信息或是别的类型的信息数据。每场内，声音信息和图像信息并不是“粘”在一起的，因而，系统还可以提供“射频”信息。由于场内信息数据呈动态分布，每种图像信息并不要求同一的数据率。在一个混合数据流中，一个节目制作人可以提供的信息只受到最大数据率(即21.5Mbps)和可变分配增量空间的。利用上述方法，任何其数据率等于T1标准通讯速率的数字节目信息均可被采用。如图所示，输送层144和信息数据区148均利用一个20字节的里德-所罗门纠错码150进行错误校正。不过，本领域技术人员知道，采用任何一种“分块式”(block-oriented)纠错均不会超出本发明的精神和范围。
图9进一步表明根据本发明的一个实施例的多路混合传输数据流中一帧的第一场的总体结构和内容。如图所示，输送层144的第一行(即本场的第2行)中包括一个“系统数据包”160(SDP)，其中含有一个多路传输映射图162。后面的行中可以包括若干个“信息种子包”164(SSP)、“视频混合控制包”166(VMCP)。“虚信道映射包”168(VCM)、“图文数据包”170(TT)、“可寻址数据包”172(ADP)，以及“选用系统包”174(OSP)。多路传输映射图162随同每一场进行传送，它规定该场中输送层144内每隔一种数据包的数目和位置。有了多路传输映射图162，每场中每隔一种类型的输送层信息包的数目和位置可以各不相同，灵活多样。不过请注意并非每场中的每一种输送层信息包都需要进行传送。例如，有些信息包象“系统种子包”164(SSPs)只是在一个密码周期的开头几场内才可能进行传输。下面将进一步介绍每个(信息)包内数据的内容及其安排。
仍请看图9。每场中有一部分空间被分配给信息数据148。根据本发明的方法，声音信息、图像信息和应用数据&闭路字幕信息在场内是彼此分离的。图中，应用&闭路字幕信息在场内是彼此分离的。图中，应用&闭路字幕数据176也可在输送层144内每一行的开头进行传输。每场的声音区178所占的空间可以调整，以便容纳不同数目的声音信号。例如，每场的声音区178可以包括信息数据区14上每行中最大占21个字节的部分。
每帧的信息数据区148中，图像区180由若干更小的“图像数据包”182(VDPs)构成。比如，每个VDP的宽度可以是60位(当然，VDP占多大空间均不会超出本发明的范围)。这60位空间可以分配给正在传输的视频信号。例如，假设正在传输的是5种视频信号，则每个VDP可以给每种视频信号分配12位/比特。VDP中的60位空间可以根据每种信息的数据率按比例地进行分配。譬如，具有高速率的图像信息在每个VDP中可分配到比低速率的图像信息更多的比特。尽管一帧内VDP比特的分配是固定的，每帧的分配情况却可以互不相同。后面将进一步说明，输送层144中的“视频混合控制包”(VMCP)166规定了视频信息在一给定场内VDP中的分配办法。在实施例中，即使VMCP是在每场的输送层内进行传输的，每个VDP内信息的分配也可以因每帧情况的不同而不同。只有这样，才能支持大量的多路混合传输。
不过，本领域技术人员应当知道，如果需要的话，每个VDP内信息的分配可以随每场情况的不同而不同。
图10表示一个多路混合数据流中一帧内第二个场的情况。从图中可以看出，第二场的内容及其安排结构与第一场的情况(见图9)相似，所不同的是多了一个检测行140。前面曾提到过，检测行140是多路混合数据流内各帧的最后一行，这使得每场正好都是161行(不包括VSYNC)。检测行并非象第二场中第264-524行那样用里德-所罗门码进行错误编码。在需要的时候，检测行可以用来传送系统检测数据。
图9和图10中，每场每行中第3和第4字节均用来传送应用&闭路字幕数据。其16位空间中，只有前15位用于传送应用数据，第16位则用来传送闭路字幕数据。此外，每帧(共两场)内一共有五行并不携带应用&闭路字幕数据，它们是：两个VSYNC行142、一个检测(检验)行140、第一场中的第2行和第二场中第264行。这样，一帧内用于传送应用数据的总位数为：
(525-5)行×(15位/行)＝7800比特
这7800比特被分成8个独立的应用数据“信道”，即每个信道有975比特。最好对这些比特进行错误编码。利用卷积、积分FEC(3，2，13)可以算出其检错能力为：
Figure C9419491000161
于是，每个应用数据信道的总最大数据率为：
这一速率比行业标准速率19.2KBps稍微高一些。一个19.48KHz的“时钟”同步(脉冲)可以很容易地从Fh中获得，因为19.48KHz等于27390/2205Fh。这表明了使总混合数据率与水平扫描线频率相关的一个好处。当然，每帧中应用数据也可以划分成16个独立的信道，这时，每个信道的速率为9600kbps。
闭路字幕数据可以用每行第4字节的最后一位(即应用&闭路字幕数据空间的第16位)进行传输。闭路字幕数据(每行一位)随同应用数据同时在每帧的520位上进行传输。
本领域技术人员知道，视频信息通常都含有相关的闭路字幕信息。在NTSC型模拟信号下，有两个字节(即两个“字符”)的闭路字幕数据是通过每个模拟视频帧第21行进行传送的。520位闭路字幕数据被分成20个独立的信道，每道26位。每个信息对应于混合数据流中一种不同的视频信息。因此，在每一帧内，共用20种视频信息可以携带相关的闭路字幕数据。一帧中第一个26位对应于第一种视频信号，第二个26位对应于第二种视频信号，以此类推。在这个例子中，每个26位分区中只有前16位被利用，也就是说，在NTSC型模拟信号条件下，每帧内每种视频信号只有2个字符同第21行一块进行传输。
一般来说，上述用于传输数据的每一个帧内的数据均用一个“帧同步”标界；一帧内的数据分成若干场，每场以一个“水平同步”作为分界标记。这些术语虽然可能源于由电视图像中的应用，但不能认为多路混合传输数据流中的数字传输必须受电视图像情况的限制。例如，每个帧同步(或水平同步)所对应的数据传输量与传统的电视图像中传输的数据量可以不相同。事实上，多路混合数据流中每帧传送的、与帧同步或水平同步相关的数据量既可以是任意一个预定的常数，也可以是一个可以按传输信道的需要而变化的量。因此，每帧数据的组织安排更多地是根据传输要求(如，要求信号在传输信道内透过噪声进行传输，要求进行检错，要求不同的数据具有不同的出错率，等等)进行，而不象如电视等图像显示设备那样根据清晰度或校正率。
这样，信息的传输便可以按数据的功能进行分类传输，比如分成低速数据、中速数据和高速数据(如图15的数据包所示)或者分成声音数据和图像数据，等等。
图15中描绘的帧内数据最好在各个数据包间进行分配，其中，声音数据和图象数据的分配不受水平同步划分的各场间界线的影响。图15中，每个以水平同步作为分界标记的场内数据中含有一种里德-所罗门错码(或与之等效的检错码)，该数据场的剩余部分包括将要进行传输的按功能分类的信息。
图16表示上述按功能分类的信息包数据可进一步划分成第1区和第2区。第1区用于传输要求比第2区中的信息传输错误率更低的信息。例如，“多路混合结构控制信息”或“编密码种子”信息的传送可能要求特别低的传输错误概率(简称“误码率”)。此外，第1区中包括的信息种类/类型可以随实际传输信道中希望达到的噪声水平的不同而不同，因而第1区中传输的信息可以达到规定的较低误码率。
图11表示根据本发明的一个实施例的编码器200和译码器216的一个简化的方框图。从节目制作人那里接收到NTSC(或PAL)型模拟视频信号，用一个市场上可买到的数据分离电路210将闭路字幕(CC)数据从上述模拟信号中分离出来。所有模拟数据均被转换成数字数据，并最终都进入一个21.5Mbps的多路混合/传输器中。
用MPEG编码器212编码并由多路器214混合后，多路混合数据馈给译码器216的一个输送口ASIC218(在通过上行通道和下行通道之后)。译码器216将混合数据加以分离，并将CC数据、图文数据和视频数据分别传给视频板220。视频板在数字状态下将第21行恢复，并将第21行(数字)数据转换成模拟型；它还用于对用MPEG编码的视频信号进行译码，将它变成模拟视频信号，并在适当的行和场中插入第21行，由此可以恢复(复制)原始的NTSC视频信号。该系统也能重建PAL型视频信号。
图12表明图11中视频板的细节。其中，图文数据以数字化的RGB形式进行接收，然后传给一个RGB-YUV转换器234。然后传给一个多路混合器246，由MPEG编码的视频信号以21.5Mbps速率接收，并馈给一个速率转换器230，在那里利用一个MPEG视频译码器芯片232对编码的视频信号进行译码。芯片232可以从C-Cube微系统公司获得。该芯片可对NTSC或PAL型视频信号进行译码，这取决于它通过一个开关238从内存236中收到的微码。译码后，视频信号送到多路器246的另一输入端。这样，图文数据或NTSC(或PAL)型视频数据就可传给一个D/A转换器或模拟视频译码器248，由模拟视频译码器输出基带视频信号。D/A转换器能从数字式输入信号中产生NTSC或PAL型模拟信号，由微处理器240告诉MPEG译码器和模拟视频译码器应该产生哪一种信号。多路器在上面提及的美国专利申请No.968,846中已有详尽的描述。
闭路字幕数据可以以每帧26位的速率传给译码器216。如图12所示，其中26位CC数据传给一个第21行形成电路242，由它以模拟信号形式再现第21行。下面结合图13对第21行形成电路和一个相关的计时发出器电路244进行描述。行21一旦形成，便通过第2个多路器250插入到适当的模拟视频场内。该电路由微处理器240控制。
图13表示根据本发明的一个实施例形成的“行21”的波形。该信号以一个“开始”(START)位开头，之后紧跟着一个正弦波(RUNIN)，用于通知CC译码器做好准备，同时建立同步。正弦波后面是两个章节的闭路字幕内容(CHAR1和CHAR2)，最后是一个“结束”(STOP)位。用户购买一个闭路字幕译码器时，只不过是想用它将行21从每个NTSC帧中抽出来，暂存这两个字符的闭路字幕，等整句接收到后，再将这些字幕内容显示在屏幕上，供用户阅读。下面将进一步说明这一过程。
图14描绘了图12中行21形成电路242的细节。每帧内的26位CC数据通过一个数据提取器和存储单元260进行接收。存储单元260为接收到的数据提供缓冲区，并将两个字符的CC数据分离开来。这两个等待插入给定的行21中的字符存放在一个16位的寄存器262中。该寄存器由一个帧同步信号计时。然后，这两个字符被送到电路264中，由该电路在这一信号中插入START位和所需求的时限。到此为止，CC数据还是数字型的。接着，CC信息被馈给多路混合器270。由一个数字正弦波发生器268产生一数字正弦波，传给混合器270的另一个输入端。
当要求形成行21时，行21启动行在整个行21持续时间(即“行周期”)处于“高位”，此启动“行21周期形成电路”对各个电路部分的计时。具体地说，行21周期形成控制电路控制着混合器270、正弦波发生器268，以及START位/时限插入电路264。这样，一个完整的数字信号表达式在一个D/A总和电路272中被转换成模拟信号。该信号接着由一滤波器274进行低通滤波，以滤掉其“尖棱”部分。在编码器112中从NTSC视频信号中分离出来的原始模拟行21由此得以“重建”。该重建的行21被插入到一适当的NTSC模拟场内。
图14中电路的一个优点是，行21完全是从数字信号中重建。换句话说，其中的正弦波生是以数字型产生，然后作为整个数字型表达式的一部分参与D/A转换，这样的好处是，只要一个ASIC(专门用途的集成电路)就可以实现“整个行21”形成电路3。当然，正弦波也可以模拟型产生，不过，这样一来，还得需要一个独立的模拟电路。
在另一个实施例中，图1方框图表示译码器的一部分10可用于对这些数字型多路混合信息的处理。这一部分10包括多路分配器12，它由微控制器14在前主板控制器16(由用户操纵)的指示下进行控制。被多路分配(分离)的数据流可包括图文或声音信息(比如立体声音乐)。这些图文信息和声音信息分别在图文处理器18和音频处理器20中获得恢复/重建。多路分配的信息还可以包括视频信息及其相关的辅助性数据(比如声音信息)。这些信息在视频处理器30中进行处理。
图2中，视频处理器30包括视频处理解压器32、压缩控制处理器34和视频接口40。压缩视频数据输入给视频处理解压器32，它们包括压缩视频数据、相关音频数据、控制信息及用户数据等数据块。视频处理解压器32对视频数据进行解压，然后传给视频接口40；视频处理解压器还分离出用户数据，并将它传给压缩控制处理器34。压缩控制处理器34对装入用户数据中的“垂直消隐间隔”(VBI)数据进行识别和提取，然后将它送到视频接口40。从图文处理器18、视频处理解压器32或是别的什么地方来的文本数据最后也传给视频接口40。视频接口40对所有这些信号进行处理，并输出合成的视频信号数据。
图3中，视频接口40包括多路分配器44，它用于接收来自视频处理解压器的解压视频数据，并将数据分解成亮度数据Y和彩色数据UV，然后将这两种数据分别传给内插器46和48。视频接口40还包括Y内插器46和UV内插器48，它们分别用来生成Y内插数据和UV内插数据。这两种内插数据一起传给多路混合器50。视频接口40进一步包括VBI数据发生器60，它从压缩控制处理器34那里接收VBI数据，并将它变成VBI信号传给混合器50。此外，视频接口还包括一个将RGB文本信息转换成YUV文本信息的转换器58和一个用于接收来自压缩控制处理器的水平同步/垂直同步信息和输入数据的接口控制电路42，由它产生：①输出数据，传给压缩控制处理器；以及②各种控制信号，用于控制与视频接口40有关的电路(比如内插器46、48以及多路混合器50)的工作。
视频接口40用作视频处理解压器的一个视频岗位处理器(Videopost processor)。(视频处理解压器为一种标准的比如基于MPEG视频标准的视频解压器。)接口电路40从MPEG视频解压器中接收解后视频数据(是一个数字数据采样系列)，并产生输出合成信号数据(也是一个数字数据采样系列)。该合成信号数据与NTSC或PAL型中的一种标准合成视频信号相对应。视频接口40最好用CCIR 601标准定义的取样率4∶2∶2对16位YUV数据进行处理。内插器46和48最好是能支持各种标准的(比如每行352、480、544或720个水平分解单元的)分解力类型，其中，内插器46按照(1∶2，2∶3和3∶4对亮度数据Y进行内插(interpoletion)；内插器48按1∶4，2∶6和3∶8对彩色数据U和V进行内插。接口控制电路42控制多路混合器50按一种可以支持各种帧结构(比如每帧525行或625行等)的格式传送数据。
视频接口40中，多路混合器50将来自内插口46和48的Y内插数据和UV内插数据(二者均为数字数据采样系列)分别与来自VBI数据信号发生器60的VBI信号数据(也是数字数据采样系列)进行混合，并以一种含有VBI信号数据行(例如，行21)的帧结构输出亮度数据Y、色差数据U和色差数据V(均为数字数据采样系列)。接口控制器42控制这些采样数据系列的生成时间，使其与某种标准型(如NTSC)信号的活动视频部分相对应。色差数据U传给U倍增器56的一个输入端，色差数据V传给V倍增器54的一个输入端。视频接口进一步包括副载波发生器52，它由接口控制器42控制，产生一个余弦波和正弦波(其频率和相位等于一个预先设置的彩色副载波形)。正弦波传给U倍增器56的另一个输入端，余弦波则传给V倍增器54的另一个输入端。这两种波形均是数字化数据采样系列。视频接口还包括一终端多路混合器70，它既可以选择色差数据U、V作为输入，然后按CCIR 601格式输出该数据；也可以选择U、V倍增器/乘法器的输出信号作为输入，并在接口控制器42控制下，输出采样的数据系列(与NTSC型合成视频数据中的彩色信号对应)。这样，多路混合器70便可以在其输出端提供彩色视频数据，其中含有编码的色差信号数据UV或彩色信号数据C。接口控制器42还产生合成同步信号(一个数字化的数据采样系列)。
特别地，控制接口42用于控制亮度数据/Y和色差数据UV或彩色数据C(即由副载波发生器52产生的余弦波和正弦波调制过的UV数据)的生成时间。这一过程是利用输入接口控制器42的HV同步来实现的，目的是使上述数据的生成时间与合成视数据内一标准扫描线的活动视频(active video)部分保持一致。同理，控制器42还控制着VBI信号数据的产生时间。接口42控制混合器50有选择地将VBI信号数据切入到亮度数据Y和/或色差数据UV中。例如，在VBI数据发生器60中产生的、包含闭路字幕数据的一个采样数据系列可以在扫描线21的活动视频期间切入到亮度数据Y(作为混合器50的一个输出)。
另外，在HV同步的计时控制下，接口控制器42的输出端产生“合成同步数据”，它是一个数字化采样数据系列，它可以与多路混合器50中输出的亮度数据Y结合而产生一个与标准合成视频信号(比如EIA RS-170A中的定义的)对应的合成数字化采样数据系列，从而可获得一种与比如黑白的NTSC图像信号对应的数字数据采样系列。
最后，接口控制器42还控制副载波生成器52、多路混合器50的U、V输出和终端多路混合器70，产生彩色数据C，为的是在上述黑白NTSC数据系列上加上彩色。通过对副载波生成时间和IRE电平的控制，可以为彩色NTSC合成视频信号中的彩色同步脉冲部分和用于对UV信号数据进行调制的彩色副载波同时提供正确的相位角和幅度值。
通过对来自混合器50输出端的U、V采样数据系列和正、余弦彩色副载波形采样数据系列的计时控制，使得它们均与前述合成视频数据的活动视频区保持一致，从而使得乘法器54和56的输出端对应于一种含有经彩色副载波形调制的色差信号U和V的彩色信号C。
本领域技术人员知道，多路混合器50可由接口控制器42用压缩控制处理器(通过输入口CCP IN)提供的参数实现控制，比如参数A、B(既可以是正数，也可以是负数)，以便在合成视频数据的彩色同步脉冲期间输出预先设置的常数(如U和V)，从而在终端混合器70可以获得一个其相位角和振幅受精确控制的彩色副载波：
A*COS(wt)+B*Sin(wt)
其中，U、V信号数据的振幅可以设置为0，以消除彩色，从而产生黑白图像。另外，技术人员应该懂得，可以在多路混合器70的输出口C处安装一个加法器，用以在输出信号C上加入一个常数(比如说，K)，接口控制电路42可根据压缩控制处理器来传来的常数(K)对输出信号C的直流偏移实行控制。这时，输出信号C为：
A*cos(wt)+B*sin(wt)+K
图5表示合成器80的一个例子。合成器80将采样数据系列(亮度数据Y、彩色数据C以及合成同步数据)加以合成。首先，上述数字数据采样系列在D/A转换器82中被转换成模拟数据采样系列，然后在总和放大器84中进行叠加，接着经过一个带阻滤波器86。显然，一旦一个采样数据系列没有被合成器采用，它在多路混合器50或终端混合器70或接口控制器42中将被置零。
副载波发生器52使得视频接口40能够为彩色NTSC信号和PAL信号提供必要的调制。控制接口42能为NTSC及PAL信号提供必要的合成同步信号。VBI数据发生器60，多路混合器50和混合器70用以将VBI数据(事先编入用户数据中、通过压缩频数据进行发送)恢复原形(即“再生”)，并重新插入合成视频数据中。
为了产生合成视频信号，合成视频数据中最好采用每行满720个分解取样。对于352，480和544分解单元的输入分辨力，在内插器46和48中要插入中间值以产生720个分解取样，如表1所示。
表1输入分辨力    Y插入   UV插入352           1∶2    1∶4480           2∶3    2∶6544           3∶4    3∶8
对于4∶2∶2的采样率而言， U、V数据的采样率均为Y数据的一半。因此，待插入的U、V采样数目均为亮度(或辉度)数据的两倍。内插器最好是一个七抽头的有限脉冲响应滤波器。
对于输出为NTSC型信号的情形，UV数据必须进行“标定”(按比例缩小或扩大)。对于输出为CCIR 601型信号，U、V数据水平保持不变。U、V两种数据的标度是相互关联的，当V标度不变时，U标度按45/64或0.7015的比例缩小(对于NTSC情形)。
接口控制器42还有一个输入口CCP IN，它用于接收来自压缩控制处理器的处理命令(例如，色同步相位、振幅、直流偏移参数等)；以及一个输出口CCP OUT，用于向压缩控制处理器或其它需要计时信号的电路发出计时信号(比如，正在处理的行数或场数)和状态信号。输入口CCPIN可以包括三个引线，即：数据选通脉冲线、输入数据线和启动数据线。
图4中，VBI数据发生器60包括滤波器62和标定电路64。VBI数据发生器是一种通用的双电平信号发生器。VBI数据通过一个MPEG用户数据流发送给译码器。压缩控制处理器从MPEG解压器中抽出VBI数据，并把它传给视频接口40。视频接口40在控制接口42处接收来自压控处理器的VBI数据，并在VBI数据发生器60将其还原成VBI信号数据(一系列数字化采样数据)。可以通过将一种“一位”数据流以27MHz的同步脉冲(时钟)频率通过一个滤波器(比方说，一个有限脉冲响应滤波器)使VBI信号数据“再生”。该滤波器输出一种八位数据流，其上升和下落时间大约为500毫微秒。然后，可以根据控制接口42从压缩控制处理器接收到的高/低电平参数值在这八位数据流上对VBI信号进行标定，使其达到IRE水平。该滤波器最好是一个“11接头”有限脉冲响应滤波器，输入一位，输出八位，其系数是：1，4，8，12，15，16，15，12，8，4，1。它们提供一个大约是500毫微秒的上升时间。
用标准MPEG压器对压缩视频数据进行解压，产生解压视频数据和系统用户数据。系统用户数据与MPEG结构的任何一个层面均可能相关联，我们称之为“MPEG语法层”，包括：视频(信号)系列层，图像组层、图像层和片层。MPEG解压器给用户数据附加一个代码，标明它与哪一层面相关。VBI数据最好在与图像层相关的用户数据内编码。解压控制处理器将对所有接收到的用户数据进行扫描，取出那些与图像层相关的用户数据包；然后对那些与图像层相关的用户数据进行扫描，以提取那些被认为含有VBI数据(比如闭路字幕数据)的用户数据包。例如，用户数据包中可以含有与某一图像相关的彩色副载波的相位、振幅、直流偏移参数等数据。这一点是很有好处的，特别是当彩色副载波在某个视频数据流中具有异乎寻常的相位、振幅或直流偏移特性时。
标准MPEG解压器也可对压缩音频数据进行解压。一个电视类型的数据流既含有视频数据也含有音频数据。在另一个实施例中，VBI数据(比如，行21的闭路字幕数据)可以在与音频数据流相关的用户数据中加以编码。这在一个多语环境中会有一些好处。比方说，当一个英语电视节目数据流被发送到一个说法语的用户家中而其家庭成员中有一个是聋子时，最好还要有一个法语音频数据流以及一个与其相关的行21闭路法文字幕数据流。或者说，当一种英文电视数据流对一个使用双语的地区进行广播时，除了要有一个英文音频数据流外，其在行21中的闭路字幕数据最好用法语副标题进行广播；反之亦然。这或许不失为一种教学外语的好方法。
在一个实施例中，VBI数据在一个与符合某一行业标准(如，MPEG标准)的图像层视频数据流相关的、共有256位的用户数据包内进行传输。它既可以在视频数据流中进行传输，也可以在相关的音频数据流中进行传输。压缩控制处理器从视频处理解压器中读取VBI数据，并将它传给视频接口。该数据包括VBI标题(header)数据(例如表2所示)。本领域技术人员知道，彩色副载波形的相位、振幅和直流偏移参数也可以在VBI标题数据中进行编码，以便对前面讨论的彩色波形V进行精确的控制。
                表2
数据字段                   字段大小
数据包1D                      8位
行数                          5位
场奇/偶性                     1位
空隙                          2位
数据高值                      8位
数据低值                      8位
字符宽度(27MHz时钟计数)       8位
#数据符号                     8位
数据                      0-208位
目前许多不同数据类型均是在NTSC型合成视频信号的纵消隐间隔时间内在扫描线的活动视频部分内进行传输的。47C.F.RCh.I，Section 73.682(21)-(23)中规定在第17-20行内传输检测信号、检索(追踪)/控制信号和识别信号，在第10-18行和第12行传输通讯信号，在第21行传输闭路字幕数据。此外，只要F.C.C.批准，所有规定用作通讯信号传输的行均可以用于别的目的。在纵消隐期间进行的每种类型的数据传输均可以有自己的明确规定的“数据编码标准”(象IRE标准)、位数据率、和位升/降时间。本发明认识到这些具体的要求，并为此做出了自己的规定。比如，在VBI数据的标题部分，本发明通过对“字符宽度”(例如，闭路字幕数据的比特数)的定义规定了位速率，通过“数据高值”和“数据低值”相应规定了IRE标准中的高位电平和低位电平，用行/场数规定了扫描线的数目。
例如，第21行闭路字幕数据包括一个RUN IN正弦波和16比特数据(表示A-P16个符号)。这16位数据通常被分成两个7位字节和一个奇偶检验位(每个字节)。在第21行信号中，RUNIN正弦波的位数必须是32，或者，其数据率必须是水平扫描线速率fH的32倍。根据奈奎斯特采样原理，要产生一个具有32fH符号数据率的信号，需要一个64fH的符号传送/采样速率。对于NTSC型信号，每行采样数目可以是858fH(以13.5MHz采样)或1716fH(以27MHz采样)。这样，由于有1716个采样可能经过第21行，而闭路字幕数据要求每行采样数为64fH，因而在第21行可能再生的闭路字幕数据符号(例如采样位)的宽度等于每行1716采样数据除以每行64采样数(或者除以每个字符27采样数)。用于闭路字幕数据的VBI数据包应该设定标题，以此规定第21行，其中“字符宽度”应规定为27，(27MHz时钟)，“符号数”规定为64，同时，适当的高/低数据电平也需加以规定。这样，用于产生RUN IN和A-P位的64个符号是：
1010101010000AABBCCDDEEDDGGHHIIJJKKLLMMNNOOPP
类似地，在编码器端也可以将别的VBI数据从模拟信号中“剥离”，然后在译码器端加以“重建”。这些数据包括位于第15行的SMPTE时码和位于第20行和第22行的尼尔森电台识别码。
有些需发送的数据象采样的VITS(例如，它包括一个8位的数字的、13.5MHz的数据采样系列)，是需要反复多次传送的宽带数据，因为它不可能在一个扫描线的活动视频区内一次全部发送。这种情况下，可以在编码器端和与第一图像帧相关的用户数据包中对VITS信号进行“欠采样”(不完全采样)，例如，每次只对第N个奈奎斯特采样。第二次还是对VITS进行欠采样，但这次采样数据编入与第二个图像帧相关的用户数据包中。以此类推，直到整个VITS采样信号全部传送完毕。每个用户数据包均由译码器进行译码并保存，直到所有图像帧均接收完毕，并且其中所有用户数据包中的欠采样数据均被组合在一起而“重建”VITS信号为止。这样，MPEG标准结构也可用来传送由节目制作人提供的宽频带VBI信号。
美国专利申请No.08/006,476中披露的系统中，其闭路字幕数据是从节目制作人提供的NTSC模拟视频信号分离出来的，并且被编入每行第4字节的最末一位。这些数字数据帧从编码器向译码器传送。在译码器，由一个多路分配器(信号分离器)将闭路字幕数据从视频/图像数据中分离出来，再由一个视频板将这闭路字幕数据转换成模拟信号，亦模拟视频信号的第21行插入恢复的模拟闭路字幕信号。
本发明中，闭路字幕数据被编入由MPEG或同类标准所定义的用户数据中，而不是象上述引用对比文献中所披露的那样被编入视频帧数据中。按MPEG工业标准对视频、音频及用户数据进行解压的电路及其相关电路可由工业上提供。
本发明中，压缩控制处理器被用来从MPEG用户数据中提取闭路字幕数据，并将这些数据输出到本发明提供的视频接口中。当然，本领域技术人员应知道，除了闭路字幕数据外，也可将别的类型的辅助性数据(比如，其它类型的VBI数据)编在扫描线中，利用纵消隐间隔时间进行传输，它们当然也可称作“VBI数据”。
在另一实施例中，用户数据包用一个“全扫描”(Panscan)码进行编码。在沿用MPEG标准的视频数据流中，可以传输长度比为16∶9的图像。对于一个长度比为4∶3的电视显示屏来说，译码器产生的视频信号(16∶9的图像)中只有中心部分可以显示。全扫描码定义了从中抽出长宽比为4∶3的图像的横距(offset)。本实施例中，“全扫描横代码”最好编在与视频数据图像层相关的用户数据包中。在译码器端，MPEG1解压器将用户数据提供给压缩控制处理器，由压缩控制处理器对用户数据进行译码，并将全扫描横距代码传给视频接口40中的控制接口42。视频接口40最好做成单个集成电路。
本发明技术人员应明白，在不超出本发明构思的前提下，可以对上述实施例做任何修改。因此，本发明并不局限于所披露的实施例，它应包括在由下面所述各项权利要求所界定的发明精神和范围内做的任何修改。

Claims (20)

1.一种用于将压缩的视频数据加工成合成的视频数据的视频系统中的视频接口，所述合成的视频数据对应于一种标准型的合成视频信号，这种标准型信号选自若干种标准类型，它包括NTSC型和PAL型中的至少一种；所述视频系统包括一个处理器和一个标准视频解压器，解压器用于将压缩的视频数据变成解压的视频数据和用户数据，用户数据包含有编码的VBI数据，处理器将VBI数据从用户数据中提取出来；以及一个视频接口，用于将解压的视频数据和VBI数据变成合成的视频数据，该合成视频数据内含有编码VBI数据，所述视频接口包括：
一个VBI数据发生器，用于将VBI数据变成VBI信号数据；
一个混合器，与所述视频解压器联接，以接收解压视频数据，或与VBI数据发生器连接以接收VBI信号数据，并在一扫描线的有效视频区期间提供Y、U和V型输出数据；以及
一个电路，用于将Y、U和V型数据变换成合成的视频数据。
2.权利要求1中的视频接口，其中VBI数据发生器包括一用于从处理器中接收VBI数据和按照VBI数据产生VBI信号数据的电路，其中VBI数据包括“ID包”数据、“行编号”数据、“奇/偶域”数据、“高域值”数据、“低域值”数据、“信号宽度”数据、“信号数量”数据和“信号”数据。
3.权利要求2中的视频接口，其中VBI数据发生器的电路包括：
一滤波器，将“信号”数据变成滤过性VBI数据，和一电路，用于改变(校定)滤过性VBI数据的振幅，使之成为介于“高域值”数据和“低域值”数据之间的VBI信号数据。
4.权利要求2中的视频接口，其中VBI数据发生器的电路包括一电路，用于根据所给的符号宽度数据改变VBI信号数据“符号率”的时间值。
5.权利要求2中的视频接口，其中VBI数据包括一系列数字化的采样数据，其相应于一模拟“行信号”，该信号在标准视频信号的一场垂直消隐间隔期内再现于扫描线的有效区间。
6.权利要求5中的视频接口，其中模拟行信号是一种用路字幕信号。
7.权利要求5中的视频接口，其中模拟行信号是一种电台视别信号。
8.权利要求5中的视频接口，其中模拟行信号是一种时码信号。
9.权利要求5中的视频接口，其中模拟行信号是一种欠采集VITS信号。
10.权利要求9中的视频接口，其中所述欠采集VITS信号是多路欠采集VITS信号中的一种，所述模拟线路信号可从多路欠采集VITS信号中重建而得，所述多路欠采集VITS信号中每一种均对应于VITS数据，这些欠采集VITS信号对应一套VITS信号数据，其中每种VITS信号数据各自与一种视频框有关；所述视频接口进一步包括一线路存贮内存，用于保存这套VITS数据。
11.一种用于将压缩的视频数据加工成合成的视频数据视频系统中的视频接口，所述合成的视频数据对应于一种标准型的合成视频信号，这种标准型信号选自若干种标准类型，它包括NTSC型和PAL型中的至少一种；所述视频系统包括一个处理器和一个标准视频解压器，解压器用于将压缩的视频数据变成解压的视频数据和用户数据，用户数据包含有编码的色同步参数(数据)，处理器将色同步参数(数据)从用户数据中提取出来；以及一个视频接口，用于将解压的视频数据和色同步参数(数据)变成合成的视频数据，该合成视频数据内含有编码色同步参数(数据)，所述视频接口包括：
一副载波数据发生器，以产生正弦数据和余弦数据。
第一倍增器，用以根据来自处理器的色同步参数的第一参数函数将正弦数据变成标度正弦数据；
第二倍增器，根据来自处理器的色同步参数的第二参数函数将余弦数据变成标度余弦数据；
一种混合器，用以合成标度正弦数据和标度余弦数据，混合器产生合成视频数据中的色同步脉冲数据；以及
合并色同步脉冲数据与解压的视频数据，以产生一合成视频数据的装置。
12.一种用于将压缩的视频数据加工成合成的视频数据视频系统中的视频接口，所述合成的视频数据对应于一种标准型的合成视频信号，这种标准型信号选自若干种标准类型，它包括NTSC型和PAL型中的至少一种；所述视频系统包括一个处理器和一个标准视频解压器，所述解压器用于将压缩的视频数据变成解压的视频数据和用户数据，用户数据包括有编码的全扫描数据，全扫描数据定义解压缩视频数据的一激活视频信号区间的一子区间，处理器将全扫描数据从用户数据中提取出来；以及一个视频接口，用于将解压的视频数据和全扫描数据变成合成的视频数据，该合成视频数据内含有编码全扫描数据；所述视频器接口包括：
一混合器，与视频解压器耦联，以接收解压的视频数据，混合器根据全扫描数据在扫描线的激活视频信号区间的子区间，提供Y、U和V型输出数据；以及
一电路用以将Y、U、V型数据加工成合成视频数据。
13.权利要求11的视频接口，其中
用户数据还包括VBI数据；
处理器从用户数据中提取VBI数据；
合成装置，包括一个VBI数据生成器，以处理VBI数据为VBI信号数据；
合成装置还包括一个VBI混合器，它连接到视频解压缩器，以接收解压缩视频数据，VBI混合器连接到VBI数据生成器，以接收VBI信号数据，在扫描线的一激活视频区间，VBI混合器提供输出Y、U和V，并且在扫描线的非激活视频区间，提供输出U、V数据作为第一和第二参数。
14.权利要求13的视频接口，其中VBI数据生成器包括从处理器接收VBI数据并根据VBI数据产生VBI信号数据的装置，该VBI数据至少包括分组ID数据，行数数据，奇/偶域数据，高域值数据，低数值数据，符号宽度数据，符号数据的个数和符号数据中的一个。
15.权利要求14的视频接口，其中VBI数据生成器的电路包括：
一个用于把符号数据滤波处理成经滤波的VBI数据的滤波器；和
根据高域值数据和低域值数据把滤过性VBI数据辐度改变成VBI信号数据的电路。
16.权利要求14的视频接口，其中VBI数据生成器的电路包括：
基于符号宽度数据时间改变VBI信号数据的符号速率的电路。
17.权利要求14的视频接口，其中VBI信号数据包括一系列相应于待在标准合成视频信号的垂直消隐间隔的扫描线的激活区间再生的模拟线信号的数字表示的采样数据。
18.权利要求12的视频接口，其特征在于：
用户数据还包括VBI数据；
处理器从用户数据选出VBI数据；
视频接口还包括将VBI数据处理成VBI信号数据的VBI数据生成器；以及
混合器与VBI数据生成器相连接以接收VBI信号数据，混合器在垂直消隐间隔期间在扫描线的一个激活视频区间提供VBI信号作为输出Y，U和V数据。
19.权利要求18的视频接口，其特征在于：VBI数据产生器包括用于从处理器接收VBI数据并根据VBI数据产生VBI信号数据的电路，VBI数据至少包括分组ID数据，行数数据，奇/偶域数据，高域值数据，低域值数据，符号宽度数据，符号数据的数目和符号数据中的一个。
20.权利要求19的视频接口，其特征在于：VBI数据生成器的电路包括：
用于将符号数据处理成滤过性VBI数据的滤波器；以及
用于基于高域值数据和低域值数据幅度改变滤过性VBI数据使之成为VBI信号数据。
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