发明概述
为了克服已有技术中的上述缺陷，本发明的首要目的就是要提供
一种用在录像机(该录像机使用录像带、硬盘或固态存储器)中的系
统和方法，以用于在快速播放期间显示闭合字幕文本。本发明公开了
一种视频帧捕获装置，它能够在快进模式和反向模式期间从重放的视
频信号中捕获多个视频帧。一种闭合字幕文本检测器被提供用于检测
重放的视频信号中的闭合字幕文本。一个存储器被提供用于存储检测
到的闭合字幕文本和多个关键帧。这些关键帧包括由视频帧捕获装置
捕获的与检测到的闭合字幕文本相对应的所选帧。一个视频处理器用
于检索闭合字幕文本的一个行以及与闭合字幕文本的第一行相对应的
至少一个关键帧，并在显示屏上显示具有该关键帧的闭合字幕文本
行。
根据本发明的一个优选实施例，其中视频处理器能够在显示屏的
一个所选窗口中显示闭合字幕文本的多个行。
根据本发明的一个实施例，视频处理器能够在显示屏的一个所选
窗口中滚动闭合字幕文本的多个行。
根据本发明的一个实施例，视频处理器能够在显示屏的第一部分
中显示第一关键帧并在显示屏的第二部分中显示第二关键帧。
根据本发明的另一个实施例，当闭合字幕行文本的第一行出现在
显示屏的一个所选窗口中时，视频处理器能够在显示屏的第一部分中
显示第一关键帧。
根据本发明的又一个实施例，当闭合字幕行文本的第一行在显示
屏的所选窗口中滚动到一个新位置时，视频处理器能够在显示屏的第
二部分中显示第一关键帧。
根据本发明的另一个实施例，视频处理器能够以由从视频重放设
备用户接收的命令所确定的可变速率在显示屏上显示闭合字幕文本的
行和关键帧。
上文非常概括地描述了本发明的特征和技术优势，以使本专业技
术人员可以更好地理解本发明以下的详细描述。形成本发明的权利要
求主体的本发明的其它特征和优点将会在下文中描述。本专业技术人
员应当理解，他们可以很容易地使用所公开的本发明的概念及特定实
施例，以作为改进或设计用以执行本发明相同目的的其它结构的基
础。本专业技术人员还应当认识到，这类等效结构并不背离本发明在
其最广泛形式上的范围和宗旨。
在进行以下的详细描述之前，有必要对在本专利文件的通篇中使
用的某些单词或短语的定义进行表述；术语“包括”及其派生词意味
着包括但不限制；术语“或者”是包括在内的，表示和/或；短语“与...
相关”和“与其相关”及其派生词可表示包括、被包括于...中、与...
互连、包含、被包含于...中、连接到或与...连接、耦合至或与...耦合、
可与...通信、与...共同操作、交错、并列、近似于、联接至或与...联
接、具有、具有...的性质，如此等等；并且术语“控制器”表示至少
控制一个操作的任意设备、系统或其中的一部分，这种设备可以以硬
件、固件或软件、或者是至少在它们中的二者的某种组合实现。应当
指出，与任何特定控制器相关的功能可以是集中式或分布式的，而无
论其是本地的还是远程的。特别是，控制器可包括一个或多个数据处
理器以及相关的输入/输出设备和存储器，它们执行一个或多个应用程
序和/或操作系统程序。在本专利文件的通篇中，某些单词或短语的定
义被提供，本专业技术人员应当理解，在许多情况下(即使不是在大
多数情况下)，这样的定义适于这样定义的单词和短语的以前及将来
的使用。
本发明的详细描述
在本专利文件中，下面将要讨论的图1-图5以及用来描述本发明
原理的各种实施例只是示例性的，不应把它们看作是对本发明范围的
任何形式的限制。本专业技术人员应当理解，本发明的原理可以在适
当配置的任何视频重放设备中实现。
图1表示根据本发明一个实施例的典型视频重放设备150和电视
机105。视频重放设备150从外部信号源接收输入电视信号，外部信号
源可以是有线电视服务提供商(有线公司)、本地天线、互联网或DVD
或VHS磁带播放器，视频重放设备150还把观众选择的频道传送给电
视机105。在记录模式中，视频重放设备150可解调输入的射频(RF)
电视信号，从而产生基带视频信号，该基带视频信号被记录和存储到
视频重放设备150之内或与之连接的存储介质中。在播放模式中，视
频重放设备150从存储介质中读出用户选择的所存基带视频信号(即
节目)并将其发送给电视机105。
例如，如果视频重放设备150是盒式磁带录像机(VCR)，也称作
磁带录像机(VTR)，那么视频重放设备150将把输入电视信号存储到
盒式磁带中并从该盒式磁带中检索输入电视信号。如果视频重放设备
150是基于磁盘驱动器的设备，如ReplayTVJ录像机或TiVOJ录像机，
那么视频重放设备150将利用计算机硬磁盘而不是盒式磁带来存储和
检索输入电视信号。在另外一些实施例中，视频重放设备150可利用
本地读/写(R/W)数字多用盘(DVD)或R/W CD-ROM进行存储和检索。
因此，本地存储介质可以是固定的(即硬盘驱动器)，或是可移动的
(即，DVD，CD-ROM)。
视频重放设备150包括红外(IR)传感器160，它接收观众操作
的遥控装置的命令(如上翻频道、下翻频道、提高音量、减小音量、
记录、播放、快进(FF)、换向等)。电视机105是一种传统的电视，
它包括屏幕110、红外(IR)传感器115以及一个或多个人工控制键
120(由虚线表示)。IR传感器115还接收观众操作的遥控装置的命
令(如提高音量、减小音量、电源开/关)。
应当指出，视频重放设备150并不限于从特定类型的信号源接收
特定类型的输入电视信号。正如上面所指出的，外部信号源可以是有
线服务提供商、传统RF广播天线、卫星抛物面天线、互联网连接或另
一个本地存储设备，如DVD播放器或VHS磁带播放器。在一些实施例
中，视频重放设备150甚至不能进行记录，但可被限制用于重放从可
移动DVD或CD-ROM检索的电视信号。因此，输入信号可以是数字信号、
模拟信号或互联网协议(IP)包。但是，为了简单清晰地解释本发明
的原理，下面的描述总是针对一个实施例，在该实施例中，视频重放
设备150接收来自有线服务提供商的输入电视信号(模拟和/或数字)。
不过，本专业技术人员可以理解，本发明的原理可以很容易地适用于
无线广播电视信号、本地存储系统、包含MPEG数据的IP包的输入数
据流等。
图2详细示出了根据本发明一个实施例的典型视频重放设备
150。视频重放设备150包括IR传感器160、视频处理器210、MPEG2
编码器220、硬盘驱动器230、MPEG2解码器/NTSC编码器240和录像
机(VR)控制器250。视频重放设备150还包括帧捕获装置260、闭合
字幕检测器270和闭合字幕存储器(或缓冲器)280。VR控制器250
指示视频重放设备150的整个操作，其中包括了观看模式、记录模式、
播放模式、快进(FF)模式、换向模式。
在观看模式中，VR控制器250使来自有线服务提供商的输入电视
信号由视频处理器210解调和处理并发送给电视机105，而并不存储到
硬盘驱动器230中或从中进行检索。视频处理器210可以是TriMedia
(TM)1100介质处理器，它包括射频(RF)前端电路，其用于接收来
自有线服务提供商的输入电视信号；调谐至用户所选频道并把所选RF
信号转换为适于在电视机105上显示的基带电视信号(如超视频信
号)。视频处理器210还能从MPEG2解码器/NTSC编码器240接收传
统的NTSC信号并从CC存储器280接收视频帧，并发送基带电视信号
(如超视频信号)给电视机105。
在记录模式中，VR控制器250使输入电视信号存储到硬盘驱动器
230中。在VR控制器250的控制下，MPEG2编码器220接收来自有线
服务提供商的输入电视信号并把接收的RF信号转换为MPEG格式以存
储在硬盘驱动器230中。在播放模式中，VR控制器250控制硬盘驱动
器230将存储的电视信号(即节目)注入到MPEG2解码器/NTSC编码
器240，其把来自硬盘驱动器230的MPEG2数据转换为例如超视频
(S-Video)信号，该信号由视频处理器210发送至电视机105。
应当指出，为MPEG2编码器220和MPEG2解码器/NTSC编码器240
选择MPEG2标准只是出于举例说明的目的。在本发明的其它一些实施
例中，MPEG编码器和解码器可以遵循MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3和
MPEG-7标准中的一个或多个标准。
为了本申请以及下述权利要求的目的，硬盘驱动器230被定义为
包括既可读又可写的任何海量存储设备，它包括传统的磁盘驱动器和
用于读/写数字多用盘(DVD-RW)、可写CD-ROM的光盘驱动器、VCR
磁带等。实际上，硬盘驱动器230不必是传统意义上被固定的，即不
必永久地嵌入视频重放设备150中。相反，硬盘驱动器230包括专用
于视频重放设备150用来存储记录的视频节目的任何海量存储设备。
因此，硬盘驱动器230可包括附加的外围设备或可移动磁盘驱动器(无
论是嵌入的还是附加的)，如保存了读/写DVD或可重写CD-ROM的自
动点唱设备。此外，在本发明的一个优选实施例中，硬盘驱动器230
可包括视频重放设备150可通过网络连接(如互联网协议(IP)连接)
存取和控制的外部海量存储设备，举例来说，它包括在用户家用个人
电脑(PC)中的磁盘驱动器或者在用户的互联网服务提供商(ISP)的
服务器上的磁盘驱动器。
在播放模式中，VR控制器250可通过IR传感器160接收用户的
快进(FF)或反向命令。在FF或反向模式中，通过使用帧捕获装置260、
闭合字幕(CC)检测器270和闭合字幕(CC)存储器280，视频重放
设备150能在电视屏幕110的一个CC窗口中显示闭合字幕(CC)文本。
当接收到FF或反向命令时，相应地，VR控制器250使硬盘驱动器230
和MPEG2解码器/NTSC编码器240以较快的前进速度或反向播放视
频。但是，VR控制器250还指示视频处理器停止接收作为视频信号源
的MPEG2解码器/NTSC编码器240的输出。代替的是，MPEG2解码器
/NTSC编码器240被切换至接收作为视频信号源的CC存储器280的输
出的视频帧。
帧捕获装置260捕获并存储来自MPEG2解码器/NTSC编码器240
输出的视频帧。CC检测器270检测MPEG2解码器/NTSC编码器240的
NTSC输出信号中的CC文本。CC文本通常在消隐期间插入在视频信号
的第21行的结尾。正如下面将要详细解释的，CC检测器270使用与每
行CC数据相关的时间戳记来识别与CC文本相对应的所选关键视频
帧。CC检测器270在CC存储器280中存储CC文本的每一行和时间戳
记并使帧捕获装置260在CC存储器280中存储为CC文本的每一行所
选的视频帧。之后，关键帧和CC文本根据用户选择的速度和重放方向
(FF或反向)传送给视频处理器210。视频处理器210播放作为一系
列静止帧的关键帧，这些帧与相应的CC文本同时出现在电视屏幕110
上。
图3表示根据本发明一个实施例的电视屏幕，在该屏幕上显示了
闭合字幕文本和相关的视频帧。电视屏幕110成对显示视频帧310和
315，它们分别被标记为帧A和帧B，位于电视屏幕110的上部。闭合
字幕文本在电视屏幕110下部的CC文本窗口305中滚动。帧的显示位
置是任意的，并且帧和文本窗口可位于电视屏幕110的预定的任意位
置上。
CC文本行在CC文本窗口305中的滚动可以是不同速度的滚动，并
且每一行根据一个同步方案(例如，使关键帧与CC文本同步以匹配CC
文本和关键帧的时间戳记)与一个适当的关键帧同步。根据模式是快
进模式或是反向模式，这些帧可以从屏幕的一侧移动到另一侧，并且
在CC文本滚动时装入一个新帧。通过在一个时刻显示两个关键帧，则
可以在视频显示时提供连续性并可以有效地利用屏幕空间。
在本实施例中，用户按动快进或反向(或倒带)按钮几次则表明
了快进或倒带的速度。CC文本的每行的时间戳记数据被用来确定针对
CC文本的该行要显示哪一帧。一个特定关键帧能够利用一个固定的取
样率来拾取，或者该关键帧可利用“最相邻”方案从一列预定关键帧
中选择。如果用户在FF或反向模式期间按动“暂停”按钮，则在帧A
和帧B中的当前视频帧在暂停周期保存不变。类似地，在CC文本窗口
305中滚动的闭合字幕文本在用户按动“暂停”按钮时也保持不变。
图4表示根据本发明一个实施例的典型视频重放设备150的闭合
字幕存储器280中的内容。闭合字幕(CC)存储器280存储闭合字幕
文本的N个行，包括典型的闭合字幕行401-404，它们分别被标记为
CC行1，CC行2，CC行3和CC行N。CC存储器280还存储N个时间
戳记，包括典型的时间戳记411-414，它们分别被标记为TS1，TS2，
TS3和TSN。最后，CC存储器280存储N个关键帧，包括典型关键帧
421-424，它们分别被标记为关键帧1，关键帧2，关键帧3和关键帧N。
TS1和关键帧1是对应于CC行1的时间戳记和关键帧。TS2和关
键帧2是对应于CC行2的时间戳记和关键帧。TS3和关键帧3是对应
于CC行3的时间戳记和关键帧。最后，TSN和关键帧N是对应于CC
行的时间戳记和关键帧。
现在参考图5，流程图500表示根据本发明一个实施例的典型视频
重放设备150的操作。VR控制器250接收来自用户重放设备150的遥
控器的快进命令(处理步骤505)。帧捕获装置260随后开始所有来自
视频介质的视频帧。另外，CC检测器270从对应于存储的视频帧的视
频信号中检测闭合字幕文本(处理步骤510)。
关键帧随后从存储的视频帧中选择并存储在CC存储器280中。除
了关键帧之外，CC文本行以及文本行和关键帧的时间戳记也存储在CC
存储器280中(处理步骤515)。按照用户在用户遥控器上的输入确定
的速度和重放方向，视频处理器210开始在电视屏幕110上显示一个
或多个关键帧以及相应的CC文本(处理步骤520)。
至少用于显示视频的两个帧被呈现在了电视或显示屏上。在屏幕
的另一个预定位置上，在这些帧中，一个帧被放置用于显示语音，其
形式是可读文本。这些帧是所选的帧，并且该文本是与显示的帧相对
应的语音。通过选择用于显示的关键帧和文本，在滚动所有记录中的
帧以寻找一个特定点时遇到的问题会被大大地减少。
尽管已对本发明进行了详细的描述，但本专业技术人员应当理
解，在不背离本发明最概括形式的宗旨和范围的情况下，他们可以进
行各种变化，替换或改动。