圖像信號處理裝置、圖像顯示器和圖像顯示方法

2023-06-13 08:41:21 2

專利名稱：圖像信號處理裝置、圖像顯示器和圖像顯示方法
技術領域：
本發明涉及一種通過使用圖像信號中包括的黑帶區域的檢測結果執行圖像處理的圖像信號處理裝置、圖像顯示器和圖像顯示方法。
背景技術：
相關申請的交叉引用本發明包含涉及於2007年6月8日在日本專利局提交的日本專利申請JP2006-159315的主題，在此引入其全文以供參考。
一般而言，諸如電視接收器(TV)等的圖像顯示器包括圖像處理功能(例如，諸如亮度或對比度控制以及輪廓校正之類的功能)，以為輸入圖像提供圖像質量校正。通過獲取例如輸入圖像信號的平均峰值(APL)或亮度級別的直方圖分布而實現並有效應用上述的圖像處理功能，這是因為通過避免使圖像看上去太黑或避免黑色的不良再現而改進灰度。
而且，一些最近的TV包括通過縮放輸入圖像信號而顯示圖像的功能。然後，在如上所述縮放輸入圖像信號時，有必要考慮黑帶區域是否包括在輸入圖像信號中。黑帶區域包括在以例如電影寬銀幕大小記錄的DVD(數字萬能盤)的圖像信號中或從廣播站發送的圖像信號中。作為其方法，存在稱為信箱(letterbox)的方法，在圖像區域上和下包括黑帶區域，以及稱為側板的方法，在圖像區域的左和右包括黑帶區域。為了縮放包括如上所述黑帶區域的輸入圖像信號，有必要檢測黑帶區域以避免黑帶區域顯示在顯示屏幕上。
在這點上，為了有效檢測如上所述包括在輸入圖像信號中的黑帶區域，已提出了各種方法(例如，參考日本未審專利申請公開No.2005-203933和H08-256302，以及日本專利No.2588999)。

發明內容
然而，在日本未審專利申請公開No.2005-203933和H08-256302、以及日本專利No.2588999中公開的檢測方法中，在每個幀中逐行確定黑帶區域的是否存在，因此檢測整個黑帶區域要花費很長時間。因此，例如，當場景變化時，在檢測處理中間期間檢測處理返回到開始，並因此檢測處理不能完成。近年來，例如，象全HD(高清晰度)TV一樣，圖像顯示器的解析度提高了，因此短時間內適當地執行黑帶檢測是非常重要的。
在公開號為8-256302的日本未審專利申請中，在縮放輸入圖像信號時，轉換屏幕高寬比。因此，很難可信的根據原始圖像信號顯示圖像。結果，在許多情況下，觀看者不容易看到顯示圖像。
考慮到以上問題，在本發明中，希望提供一種可以快速檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域並能顯示輕鬆可視圖像的圖像信號處理裝置、圖像顯示器和圖像顯示方法。
根據本發明實施例，提供一種圖像信號處理裝置，包括黑帶區域檢測裝置，用於在組合幀(unit frame)時間段檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；計算裝置，用於根據來自黑帶檢測裝置的檢測結果，在維持其高寬比的同時計算輸入圖像信號的縮放比；以及調節裝置，用於根據通過計算裝置獲得的比率放大或者縮小輸入圖像信號。
「組合幀」表示一個或多個圖像幀，或者一個或多個圖像場(image field)。
根據本發明實施例，提供的圖像顯示器除了上述的黑帶檢測裝置、計算裝置和縮放裝置之外，還包括顯示裝置，其用於基於被縮放裝置放大或者縮小的圖像信號顯示圖像。
根據本發明實施例，提供一種圖像顯示方法，其包括如下步驟在組合幀時間段中檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；基於來自黑帶區域的檢測結果在維持輸入圖像信號的高寬比的同時計算縮放比；基於獲得的比率放大或縮小輸入圖像信號；並基於經過縮放的圖像信號顯示圖像。
在本發明實施例的圖像信號處理裝置、圖像顯示器以及圖像顯示方法中，在組合幀時間段中檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域。而且，基於來自黑帶區域的檢測結果，在維持輸入圖像信號的高寬比的同時計算縮放比。然後，基於獲得的比率，放大或縮小輸入圖像信號。
根據本發明實施例的圖像信號處理裝置、圖像顯示器以及圖像顯示方法，在組合幀時間段中檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域。此外，基於黑帶區域的檢測結果，在維持輸入圖像信號的高寬比的同時計算縮放比。然後，基於獲得的比率，放大或縮小輸入圖像信號。因此，可以在較短的時間內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域，並更容易觀看圖像顯示。
本發明的其他和進一步目的、特點和優點從如下說明將變的更加明顯。


圖1是表示根據本發明實施例的圖像顯示器的整體結構的框圖；圖2是表示圖1所示的黑帶檢測部的詳細結構的框圖；圖3A和3B是用於解釋具有黑帶區域的輸入圖像信號的示意圖；圖4A和4B是用於解釋測量部進行的測量處理的示意圖；圖5是用於解釋測量區域的增量/減量值的示意圖；圖6是用於解釋圖像區域的寬度的下限值的示意圖；圖7是用於解釋測量水平後沿長度的過程的時序圖；圖8是用於解釋測量水平前沿長度的過程的時序圖；圖9是用於解釋測量垂直後沿長度的過程的時序圖；圖10是用於解釋測量垂直後沿長度的過程的時序圖；圖11是表示黑帶檢測過程的流程圖；圖12A和12B是用於解釋黑帶檢測過程的示意圖；圖13A和13B是用於解釋在垂直方向上黑帶區域的二進位搜索的示意圖；圖14A和14B是用於解釋在水平方向上黑帶區域的二進位搜索的示意圖；圖15是表示圖11的黑帶檢測開始過程的細節的流程圖；圖16是表示圖11的邊界確定過程1的細節的流程圖；圖17是表示在圖16之後的邊界確定過程1的細節的流程圖；圖18A和18B是用於解釋邊界確定過程1的示意圖；圖19是表示圖11的邊界確定過程2的細節的流程圖；圖20是表示圖19之後的邊界確定過程2的細節的流程圖；圖21A和21B是用於解釋邊界確定過程2的示意圖；圖22是表示圖11的黑帶檢測確定過程的細節的流程圖；圖23是表示圖22之後的黑帶檢測確定過程的細節的流程圖；圖24是對輸入圖像信號進行高寬比調整處理的流程圖；
圖25A至25C是用於解釋確定在測量區域中是否只出現一個黑帶的過程的示意圖；圖26是表示圖24中縮放比計算過程的細節的流程圖；圖27是圖26之後的縮放比計算過程的細節的流程圖；圖28是用於解釋當沒有出現黑帶區域時測量結果的示意圖；圖29A至29C是用於解釋輸入圖像信號縮放過程的示意圖。
具體實施例方式
下文將參考附圖詳細描述本發明實施例。
圖1表示根據本發明實施例的圖像顯示器的整體結構。該圖像顯示器包括調諧器11、Y/C分離電路12、色度解碼器13、開關14、黑帶檢測部件2、圖像處理部件3、矩陣電路41、驅動器42、和顯示部件5。由於根據本發明實施例的圖像信號處理裝置和圖像顯示方法都通過根據本實施例的圖像顯示器實施，因此這裡將一起給出描述。
輸入到圖像顯示單元的圖像信號與來自TV的電視信號都從VCR(錄像機)、DVD等輸出。最近，電視和個人計算機(PC)從多種介質獲取圖像信息並顯示對應於每種介質的圖像已成為普通技術。
調諧器11接收並解調來自TV的電視信號，並將電視信號輸出為合成視頻脈衝信號(composite video burst signal，CVBS)。
Y/C分離電路12將來自調諧器11的合成視頻脈衝信號或來自VCR或DVD1的合成視頻脈衝信號分離為亮度信號Y1和色度信號C1以輸出它們。
色度解碼器13將Y/C分離電路12分離的亮度信號Y1和色度信號C1輸出為包括亮度信號Y1和色差信號U1和V1的YUV信號(Y1、U1、V1)。
YUV信號是二維數字圖像的圖像數據，以及對應於圖像上位置的像素值集合。亮度信號Y表示亮度級，並採用為100％白色的白色電平和黑色電平之間的幅度值。而且，100％白色圖像信號在稱為IRE(Institute of Radio Engineers，無線電工程師學會)的單位下是100(IRE)，IRE表示圖像信號的相對比率。黑色電平是0 IRE。另一方面，色差信號U和V分別對應通過從藍色(B)減去亮度信號Y產生的信號B-Y、以及從紅色(R)減去亮度信號Y產生的信號R-Y，並當信號U和V與亮度信號Y組合時，可以顯示顏色(色調、色度飽和度、亮度)。
開關14切換來自多個介質的YUV信號(在這種情況下，來自DVD 2的YUV信號(Y2、U2、V2)和所述YUV信號(Y1、U1、V1))，並輸出所選信號作為YUV信號(Yin、Uin、Vin)。
黑帶檢測部件2檢測在作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)中包括的黑帶區域。具體的，黑帶檢測部件2根據亮度信號Yin檢測黑帶區域以輸出檢測結果Kout給後面提及的圖像處理部件3。黑帶檢測部件2具有信號類型識別部件21、測量部件22和檢測部件23。
圖2表示圖1所示的黑帶檢測部件2的詳細結構。
信號類型識別部件21識別輸入圖像信號的類型。具體的，例如，信號類型識別部件21識別諸如NTSC 480i信號和PAL(逐行倒相)576i信號之類的信號類型。
測量部件22具有信號電平比較部件221和測量結果輸出部件222。測量部件22在一組合幀時間段對輸入圖像信號中的指定測量區域執行給定測量。更具體的，測量部件22測量所述測量區域內的每個像素的信號電平是否小於根據亮度信號Yin設置的閾值Vt。
圖3A和3B是當輸入圖像信號6包括黑帶區域的情況下的示意圖。圖3A表示在圖像區域62上和下提供黑帶區域61A和61B的示例。該示例對應例如CinemaScope(寬銀幕立體聲電影)大小的圖像信號等。在黑帶區域61A中插入OSD(On Screen Display，在屏幕顯示上)63A，並在黑帶區域61B中插入字幕63B。圍繞圖像區域62以及黑帶區域61A和61B，提供消隱(blanking)區域60。同時，圖3B表示在圖像區域66的右和左提供黑帶區域65A和65B的示例。該示例對應於例如側板圖像信號等。圍繞圖像區域66以及黑帶區域65A和65B，提供消隱區域60。OSD或字幕可以摻入或不插入在黑帶區域。如果插入，則插入位置是圖像區域上面和下面的位置之一或者圖像區域的右面和左面的位置之一，或者兩個位置。
例如，如圖4A所示，信號電平比較部件221在所述組合幀時間段內比較每個像素內的亮度信號Yin的信號電平別與輸入圖像信號6的指定測量區域64A中的設置閾值Vt的信號電平，並輸出信號電平等於或大於閾值Vt的像素位置。例如，設置閾值Vt以輸出圖像區域62的像素位置而不輸出消隱區域60和黑帶區域61A和61B的像素位置。
測量結果輸出部件222根據從信號電平比較部件221輸出的、信號電平等於或大於閾值Vt的像素位置，確定並輸出在圖4A所示的測量區域64A中的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度Vfp。圖4A中的測量區域64A表示測量區域64A是作為檢測黑帶的基本部分的基本區域的示例。然而，象圖64B所示的測量區域64B一樣，可以隨意設置測量區域的地域。下面將描述測量區域的地域的增加和減少。
檢測部件23根據測量部件22測量的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度Vfp的測量結果和信號類型識別部件21識別的信號類型識別結果Sout，檢測輸入圖像信號6中實際包括的黑帶區域。檢測部件23具有黑帶確定部件230、基本區域提供部件231、初始增量/減量值設置部件232、增量/減量值提供部件233、邊界確定部件234、再檢測數設置部件235、下限值設置部件236、檢測確定部件237、測量區域確定部件238和閾值設置部件239。
黑帶確定部件230確定包括由測量部件22測量的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度Vfp的測量結果Mout是否是來自黑帶區域的測量結果。
基本區域提供部件231將基本區域設置為檢測黑帶的基本部分。根據信號類型識別部件21確定的信號類型識別結果Sout，例如，如圖5所示設置輸入圖像信號6中的基本區域64A。初始增量/減量值設置部件232是用於當測量部件22測量的測量區域變化時設置變化量(增量/減量值)的初始值的部件。例如，如圖5所示，當測量區域在垂直方向上從測量區域64A變化到測量區域64B時，增量/減量值顯示為如增量/減量值64V。水平方向的增量/減量值以類似於垂直方向的方式示出。初始增量/減量值設置部件232根據信號類型識別部件21確定的信號類型識別結果Sout，將初始增量/減量值設置為2的冪值(2n(n自然數))。具體的，例如，當輸入圖像信號6是NTSC 525i信號時，將初始增量/減量值設置為64。當輸入圖像信號6是轉換為漸進信號(progressive signal)的525p信號時，將初始增量/減量值設置為128。
增量/減量值提供部件233根據初始增量/減量值設置部件232設置的初始增量/減量值和由黑帶確定部件230確定的確定結果，來提供測量區域的增量/減量值。具體的，絕對增量/減量值開始於由初始增量/減量值設置部件232設置的初始值。在一個組合幀的每個測量中，在前增量/減量值的一半重新設置為新的增量/減量值。根據下面將描述的黑帶確定部件230確定的確定結果，來確定是否將絕對增量/減量值添加到當前測量區域或從當前測量區域減去該絕對增量/減量值。
邊界確定部件234根據黑帶確定部件230確定的確定結果以及增量/減量值提供部件233提供的測量區域的增量/減量值，來確定黑帶區域61A、61B、65A、和65B與圖像區域62和66之間的邊界。
當在稍後提及的檢測確定部件237中最後確定是黑帶區域時，再檢測數設置部件235設置再檢測數。再檢測數由0或更大的整數表示。下限值設置部件236根據信號類型識別部件21確定的信號類型識別結果Sout，設置根據邊界確定部件234確定的黑帶區域邊界計算的圖像區域62的水平寬度或垂直寬度的下限值。在圖像區域62的垂直寬度的情況下，例如，下限值表示為圖6所示的垂直寬度62V。通過設置垂直寬度62V為下限值，可以避免黑暗場景等中的錯誤檢測(圖6表示在輸入圖像信號6中不存在黑帶區域並且顯示圖像信號6的黑暗場景等的情況)。
檢測確定部件237根據邊界確定部件234確定的黑帶區域的邊界確定結果、再檢測數設置部件235設置的再檢測數和下限值設置部件236設置的圖像區域寬度的下限值，最後確定輸入圖像信號6中包括的黑帶區域，並向圖像處理部件3輸出確定的黑帶檢測結果Kout。
測量區域確定部件238根據增量/減量值提供部件233提供的測量區域的增量/減量值確定由測量部件22測量的測量區域，並向信號電平比較部件221順序輸出測量區域。閾值設置部件239設置測量部件22進行測量時所用的信號電平的閾值Vt，並向信號電平比較部件221輸出閾值Vt。如上所述，在測量區域中信號電平在閾值Vt以下的區域可以是黑帶區域。
再次參考圖1給出說明。圖像處理部件3根據黑帶檢測部件2的黑帶檢測結果Kout和黑帶檢測部件2中的信號類型識別部件21確定的輸入圖像信號的信號類型識別結果Sout，來對作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)執行圖像處理。具體的，當圖像處理部件3維持輸入圖像信號的高寬比時，圖像處理部件3執行增大或減小輸入圖像信號的處理(高寬比調整處理)。圖像處理部件3具有計算部件31，其根據顯示部件5的顯示尺寸(像素數量)、黑帶檢測結果Kout和類型識別結果Sout來計算輸入圖像信號的縮放比；縮放部件32，其根據計算部件31的計算結果Cout(縮放比)來縮放作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)；以及位置調整部件33，其對縮放後的圖像信號執行位置調整，以避免由縮放部件32導致的黑帶區域中的字幕的丟失。
矩陣電路41在圖像處理部件3進行圖像處理(高寬比調整處理)之後再現來自YUV信號(Yout、Uout、Vout)的RGB信號，並向驅動器42輸出再現的RGB信號(Rout、Gout、Bout)。
驅動器42根據從矩陣電路41輸出的RGB信號(Rout、Gout、Bout)產生顯示部件5的驅動信號，並向顯示部件5輸出驅動信號。
顯示部件5在圖像處理部件3進行圖像處理(高寬比調整處理)之後根據從驅動器42輸出的驅動信號，基於YUV信號(Yout、Uout、Vout)顯示圖像。顯示部件5可以是任何類型的顯示設備。例如，可以使用CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)、PDP(等離子體顯示面板)、有機或無機EL(電致發光)顯示器等。
接下來，將給出本實施例的圖像顯示器的操作的描述。首先，給出該圖像顯示器的基本操作的描述。
首先，將要輸入到圖像顯示器中的圖像信號解調為YUV信號。具體的，來自TV的電視信號由調諧器11解調為合成視頻脈衝信號。合成視頻脈衝信號從VCR或DVD 1直接輸入到圖像顯示器。在Y/C分離電路12中，該合成信號分離為亮度信號Y1和色度信號C1，並在色度解碼器13中解碼為YUV信號(Y1、U1、V1)。同時，將來自DVD 2的YUV信號(Y2、U2、V2)直接輸入到圖像顯示器中。
接下來，在開關14處選擇YUV信號(Y1、U1、V1)和YUV信號(Y2、U2、V2)之一，並輸出為YUV信號(Yin、Uin、Vin)。然後，將YUV信號(Yin、Uin、Vin)的亮度信號Yin分別輸出到黑帶檢測部件2中的信號類型識別部件21和測量部件22以及輸出到圖像處理部件3中的縮放部件32。將色差信號Uin和Vin分別輸出到圖像處理部件3中的縮放部件32。
在這種情況下，在黑帶檢測部件2中，檢測作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)中包括的黑帶區域。具體的，根據亮度信號Yin檢測黑帶區域，並且將檢測結果Kout輸出到圖像處理部件3。更具體的，在組合幀時間段中，測量部件22測量輸入圖像信號的指定測量區域中每個像素中的亮度信號Yin是否具有小於閾值Vt的信號電平。檢測部件23根據測量部件22測量的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度Vfp的測量結果以及由信號類型識別部件21確定的信號類型識別結果Sout檢測在輸入圖像信號6中包括的黑帶區域，並且黑帶檢測結果Kout輸出到圖像處理部件3。
根據黑帶檢測部件2的黑帶檢測結果Kout和信號類型識別部件21確定的輸入圖像信號的信號類型識別結果Sout，圖像處理部件3對作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)執行圖像處理，更具體的是在維持高寬比的同時縮放輸入圖像信號的處理(高寬比調整處理)。
接下來，在矩陣電路41中，在圖像處理部件3進行圖像處理(高寬比調整處理)之後，YUV信號(Yout、Uout、Vout)再現為RGB信號(Rout、Gout、Bout)。在驅動器42中，根據RGB信號(Rout、Gout、Bout)產生驅動信號，並根據驅動信號在顯示部件5上顯示圖像。
接下來，將參考圖7至圖10給出作為本發明特徵之一的測量部件22進行的測量處理的細節的描述。
圖7至圖10是分別表示由測量部件22測量的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度vfp的測量方法的示例的時序圖。在這些圖表中，Hsync表示水平同步信號，Vsync表示垂直同步信號，Clock表示對應於每個像素的周期的時鐘信號(點時鐘)，H_act表示對應於在水平方向具有閾值Vt或更高值的信號電平的像素位置的水平有效(active)信號，V_act表示當在每個水平周期中至少一個像素的水平有效信號H_act達到「H」電平時變為有效的垂直有效信號，Hbp_cnt表示水平後沿計數器輸出，Hfp_cnt表示水平前沿計數器輸出，Vbp_cnt表示垂直後沿計數器輸出，Vfp_cnt表示垂直前沿計數器輸出，Hbp_lat表示與在前一水平周期中水平後沿計數器輸出Hbp_cnt的已鎖存的(維持的)確立值對應的水平後沿鎖存輸出，Hfp_lat表示與在前一水平周期中水平前沿計數器輸出Hfp_cnt的已鎖存的確立值對應的水平前沿鎖存輸出，Hbp_out表示最後輸出為水平後沿長度Hbp的確立值的水平後沿長度輸出，Hfp_out表示最後輸出為水平前沿長度Hfp的確立值的水平前沿長度輸出，Vbp_out表示與在前一垂直周期中垂直後沿計數器輸出Vbp_cnt的已鎖存的確立值對應的垂直後沿長度輸出，並最後輸出為垂直後沿長度Vbp的確立值，以及Vfp_out表示與在前一垂直周期中垂直前沿計數器輸出Vfp_cnt的已鎖存的確立值對應的垂直前沿長度輸出並最後輸出為垂直前沿長度Vfp的確立值。在亮度信號Yin中所示的符號「＜」表示在閾值Vt之下的信號電平，而亮度信號Yin中所示的符號「＞」表示等於閾值或更大的信號電平。
首先，如下執行圖7所示的水平後沿長度Hbp的測量。
當在時刻t0水平同步信號Hsync(圖7(B))達到「H」電平時，在其上升沿重置水平後沿計數器輸出Hbp_cnt(圖7(F))，並輸出「0」。然後，在時刻t0或其之後，在時鐘信號Clook(圖7(C))的每個上升沿(時刻t1、t2等)，將水平後沿計數器輸出Hbp_cnt的值增加1。
接下來，當在時刻t4亮度信號Yin(圖7(D))的信號電平變為閾值Vt或更高時，水平有效信號H_act(圖7(E))在時刻t5(即，時鐘信號Clock的下一個上升沿)達到「H」電平。然後，當水平有效信號H_act是「H」電平時(時刻t5至t7)，固定水平後沿計數器輸出Hbp_cnt的值(在圖7中固定為「4」)。然後，水平後沿計數器輸出Hbp_cnt的值在水平周期變為確立值，並更新和維持為水平後沿輸出Hbp_lat(圖(G))。而且，此時，將前一水平周期中(更新之前)水平後沿鎖存輸出Hbp_lat的值(圖7中的「6」)、與對應於前一測量(圖7(H))中水平後沿長度Hbp的最小值的水平後沿長度輸出Hbp_out的值(圖7(H)中的「10」)進行比較。在該比較之後，較小的值更新為新的水平後沿長度輸出Hbp_out(將「10」更新為圖7中的「6」)。
接下來，在亮度信號Yin在時刻t6再次變為閾值Vt下的信號電平之後，水平有效信號H_act在時刻t7(為時鐘信號Clock的下一上升沿)返回到「L」電平，並且水平後沿計數器輸出Hbp_cnt的值再次加1。當水平同步信號Hsync在時刻t8達到「H」電平時，一個水平周期的測量完成。
在一組合幀時間段期間執行一個水平周期的該測量。因此，在該組合幀時間段中短時間內，從測量部件22輸出從測量區域64A或64B左端繼續的、閾值Vt下的像素數的最小值確定的水平後沿長度Hbp。
而且，基本上與測量水平後沿長度Hbp相同的形式如下執行圖8所示的水平前沿長度Hfp的測量。
首先，當水平同步信號Hsync(圖8(B))在時刻t10達到「H」電平以及亮度信號Yin的信號電平(圖8(D))在時刻t11變為閾值Vt或更高時，水平有效信號H_act(圖8(E))在時刻t12(為時鐘信號Clock的下一個上升沿(圖8(C)))達到「H」電平。因此，當水平有效信號H_act是「H」電平(時刻t12至t14)時，重置水平前沿計數器輸出Hfp_cnt(圖8(F))，並輸出「0」。
接下來，當亮度信號Yin的信號電平再次在時刻t13變為閾值Vt之下時，水平有效信號H_act在時刻t14(即，時鐘信號Clock的下一上升沿)返回L電平。因此，在時刻T14及以後(時刻t14、t15等等)，水平前沿計數器輸出Hfp_cnt的值增加1。
接下來，當水平同步信號Hsync在時刻t8再次達到「H」電平時，水平前沿計數器輸出Hfp_cnt的值變為在水平周期中的固定值，並更新和維持為水平前沿鎖存輸出Hfp_lat(圖8(G))。而且，此時，前一水平周期(更新前)中的水平前沿鎖存輸出Hbp_lat的值(圖8中的「6」)，與對應於前一測量(圖8(H))中水平前沿長度Hfp的最小值的水平前沿長度輸出Hfp_out的值(圖8中的「10」)進行比較。在該比較之後，較小值被更新為新的水平後沿長度輸出Hfp_out(圖8中將「10」更新為「6」)。一個水平周期的測量完成。
在一組合幀時間段期間執行一個水平周期的這種測量。因此，在該組合幀時間段中短時間內，從測量部件22輸出與從測量區域64A或64B的右端持續出現的、閾值Vt以下的像素數的最小值對應的水平前沿長度Hfp。
此外，如下執行圖9所示的垂直後沿長度Vbp的測量。
當垂直同步信號Vsync(圖9(A))在時刻t20達到「H」電平時，在其上升沿重置垂直後沿計數器輸出Vbp_cnt(圖9(E))，並輸出「0」。然後，在時刻t20及之後，在水平同步信號Hsync(圖9(B))的每個上升沿(時刻t21、t22等等)，垂直後沿計數器輸出Vbp_cnt的值增加一。
接下來，在從時刻t22至t25的一個水平周期內亮度信號Yin的信號電平變為閾值Vt或更高且水平有效信號H_act(圖9(C))在時刻t23至t24達到「H」電平時，垂直有效信號V_act(圖9(D))在時刻t25(即，水平同步信號Hsync的下一上升沿)達到「H」電平。因此，當垂直有效信號V_act是「H」電平(時刻t25至t28)時，即，當水平有效信號H_act在一個水平周期內是「H」電平時，垂直後沿計數器輸出Vbp_cnt的值固定(固定為圖9中的「2」)。此時，垂直後沿計數器輸出Vbp_cnt的值在垂直周期內變為確立值，並更新和維持為垂直後沿長度輸出Vbp_out(圖9)。
接下來，當水平有效信號H_act在時刻t27至t28的一個水平周期內被固定為「L」電平時，垂直有效信號V_act在時刻t28(為水平同步信號Hsync的下一上升沿)返回至「L」電平，並且垂直後沿計數器輸出Vbp_cnt的值再次增加一。當垂直同步信號Vsync在時刻t29達到「H」電平時，一個垂直周期的測量完成。
在一組合幀時間段期間執行一個垂直周期的這種測量(對於組合幀時間段是一個垂直周期的情況，只對一個垂直周期執行測量)。由此，在該組合幀時間段中短時間內，從測量部件22輸出與從測量區域64A或64B的上端持續出現的、閾值Vt以下的像素數最小值對應的垂直後沿長度Vbp。
而且，基本上與測量垂直後沿長度Vbp相同的形式如下執行圖10所示的垂直前沿長度Vfp的測量。
首先，當垂直同步信號Vsync(圖10(A))在時刻t30達到「H」電平時，亮度信號Yin的信號電平變為閾值Vt或更高，且水平有效信號H_act(圖10(C))在時刻t31至t32達到「H」電平，垂直有效信號V_act(圖10(D))在時刻t33達到「H」電平，時刻t33為水平同步信號Hsync的下一上升沿(圖10(B))。因此，當垂直有效信號V_act是「H」電平(時刻t33至t35)時，重置垂直前沿計數器輸出Vfp_cnt(圖10(E))，並輸出「0」。
接下來，當水平有效信號H_act在從時刻t34至t35的一個水平周期內固定為「L」電平時，垂直有效信號V_act在時刻t35返回至「L」電平，時刻t35為水平同步信號Hsync的下一上升沿。然後，在時刻t35及以後(時序t35、t36等等)，垂直前沿計數器輸出Vfp_cnt的值增加一。
接下來，當垂直同步信號Vsync在時刻t38再次達到「H」電平時，垂直前沿計數器輸出Vfp_cnt的值在垂直周期內變為確定值，並更新和維持為垂直前沿長度輸出Vfp_out(圖10(F))。一個垂直周期的測量完成。
在一組合幀時間段期間執行一個垂直周期中的這種測量。因此，在該組合幀時間段內的短時間內，從測量部件22輸出與從測量區域64A或64B的下端持續出現的、閾值Vt以下的像素數最小值對應的垂直前沿長度Vfp。
能順序進行測量部件22執行的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp以及垂直前沿長度Vfp的這些測量，或同時進行其中兩個或更多個。在後一情況中，在該組合幀時間段內測量所有的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp以及垂直前沿長度Vfp的測量，並因此可以進行更快的測量。
接下來，將參考圖11至圖23描述作為本發明特徵之一的黑帶檢測部件2進行的黑帶檢測處理。圖11是黑帶檢測部件2中黑帶檢測處理的流程圖。
黑帶檢測處理中，例如，如圖12A所示，在圖像區域62上和下設置黑帶區域61A和61B並且黑帶區域61A和61B中包括OSD 63A和字幕63B的情況下，檢測輸入圖像信號6的水平後沿長度H1A和水平前沿長度H1B、從輸入圖像信號6的頂端至OSD 63A的頂端的長度V0A以及從輸入圖像信號6的頂部至黑帶區域61A的底部的垂直長度V1A、從輸入圖像信號62的底端至字幕63B的底端的長度V0B和從輸入圖像信號6的底部至黑帶區域61B的頂部的垂直長度V1B、圖像區域62的垂直寬度V2等。
而且，例如，如圖12B所示，在圖像區域66的左和右設置黑區域65A和65B的情況下，檢測輸入圖像信號6的垂直後沿長度V1A和垂直前沿長度V1B，從輸入圖像信號6的左端至黑帶區域65A的右端的水平長度H1A、從輸入圖像信號6的右端至黑帶區域65B的左端的水平長度H1B、圖像區域62的水平寬度H2等等。
而且，在該黑帶檢測處理中，例如，如圖13A、13B、14A和14B中的測量區域64A(基本區域)、測量區域64B1至64B3、以及箭頭P21、P22、P31、P32、P41、P42、P51、P52分別所示，執行黑帶檢測，同時測量區域的增量/減量值64H、增量/減量值64V重置為之前增量/減量值的一半。即，在黑帶檢測處理中，使用二進位搜索。因此，如下文的詳細描述，可以進行快速檢測(在將初始增量/減量值設置為2n的情況中，黑帶檢測處理最遲在(n+1)個組合幀時間段中完成，並輸出圖12A和12B所示的各種參數)。
在該黑帶檢測處理中，首先執行黑帶檢測開始處理(步驟S11)。
具體的，如圖15的流程圖所示，首先，閾值設置部件239設置信號電平的閾值Vt，並向信號電平比較部件221輸出該閾值(圖15的步驟S111)。接下來，根據信號類型識別結果Sout，基本區域提供部件231提供基本區域(步驟S112)。接下來，測量區域確定部件238確定基本區域到測量區域64A，並向信號電平比較部件221輸出測量區域64A(步驟S113)。
在待命直到轉移至下一幀之後(步驟S114)，黑帶確定部件230從測量部件22獲得測量結果Mout(測量區域64A中的水平後沿長度Hbp、水平前沿長度Hfp、垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度Vfp的測量結果)(步驟S115)。然後，黑帶確定部件230根據測量結果Mout確定黑帶區域是否存在於測量區域64A中(步驟S116)。當確定存在黑帶區域(步驟S116Y)時，該過程進行到下一邊界確定處理1(圖11中的步驟S12)。
同時，當在步驟S116確定沒有黑帶區域(步驟S116N)時，確定黑帶檢測處理是否終止(步驟S117)。當確定黑帶檢測處理(步驟S117Y)終止時，黑帶檢測處理終止(圖11中的「結束」)。同時，當確定繼續黑帶檢測處理繼續(步驟S117N)時，檢測確定部件237將表示黑帶區域的檢測數的檢測數計數器的值重置為0(步驟S118)。此外，檢測確定部件237向圖像處理部件3輸出基本區域64A作為檢測結果Kout(步驟S119)。然後，重複步驟S111至S119的處理，直到確定黑帶區域的存在或確定黑帶檢測處理的終止。
接下來，執行邊界確定處理1(圖11的步驟S12)。具體的，執行圖16和圖17中流程圖所示的處理。
在邊界確定處理1中，通過使用上述二進位搜索方法，確定在上側的黑帶區域61A或在左側的黑帶區域65A與輸入圖像信號6中的圖像區域62或圖像區域66之間的邊界位置。
具體的，首先，測量區域確定部件238確定第一測量區域，並向信號電平比較部件221輸出第一測量區域(圖16中的步驟S121)。更具體的，當確定上側的黑帶區域61A的邊界位置時，分別將水平方向的開始和結束位置以及垂直方向的開始位置設置為基本區域64A中的水平方向的開始和結束位置以及垂直方向的開始位置。同時，在該情況下，將垂直方向的結束位置設置為這樣的位置，該位置為將由初始增量/減量值設置部件232設置的垂直方向的初始增量/減量值加到基本區域64A中垂直開始位置得到的結果。當確定左側的黑帶區域65A的邊界位置時，將垂直方向的開始和結束位置以及水平方向的開始位置分別設置為基本區域64A中垂直方向的開始和結束位置以及水平方向的開始位置。同時，在該情況下，將水平方向的結束位置設置為這樣的位置，該位置為將由初始增量/減量值設置部件232設置的水平方向的初始增量/減量值加到基本區域64A中水平開始位置得到的結果。根據信號類型識別結果Sout設置水平方向和垂直方向的初始增量/減量值。此外，在邊界確定處理1中，確定上側或左側的邊界位置。因此，希望將水平方向和垂直方向的初始增量/減量值設置為基本區域64A的水平方向和垂直方向的寬度一半或更小。因此，可以在更短時間內確定黑帶區域的邊界位置。
接下來，在待命直到轉移到下一組合幀之後(步驟S122)，黑帶確定部件230從測量部件22獲取測量結果Mout(步驟S123)。增量/減量值提供部件233將測量區域的增量/減量值減少一半。即，增量/減量值提供部件233重置為之前測量區域的增量/減量值的一半作為新增量/減量值。接下來，增量/減量值提供部件233確定上面設置的新增量/減量值是否小於1(步驟S125)。當新的增量/減量值小於1(步驟S125Y)時，確定不需要再使用二進位搜索方法並且黑帶檢測處理進行到下一處理(圖17中的步驟S129)。
同時，當在步驟S125中新的增量/減量值不低於1(步驟S125N)時，黑帶確定部件230根據測量結果Mout確定在測量區域64B中是否只出現黑帶區域(包括黑帶區域60的黑帶區域)(步驟S126)。根據確定結果，測量區域確定部件238通過向之前測量區域添加或減去步驟S124中由增量/減量值提供部件233提供的新測量區域的新增量/減量值，來重置新測量區域(步驟S127和S128)。
具體的，例如，如圖18A所示，在測量區域64B1中除了黑帶區域之外出現圖像區域62(步驟S126N)時，如圖中箭頭P61所示，從之前測量區域64B1減去新的增量/減量值，並因此重置新的測量區域64B2(步驟S127)。同時，例如，如圖18B所示，當在測量區域64B3中只出現黑帶區域(步驟S126Y)時，如圖中箭頭P62所示，將新的增量/減量值添加到之前測量區域64B3的結束位置，並因此重置新的測量區域64B4(步驟S128)。在步驟S127和S128及其之後，重複步驟S122至S127或S128的處理，直到在步驟S125中確定新的增量/減量值低於1，即，確定檢測到了黑帶區域和圖像區域之間的邊界位置(步驟S125Y)。在圖18A和18B中，示出了確定上側黑帶區域61A的邊界位置的情況。然而，在確定左側黑帶區域65A的邊界位置的情況下，執行類似處理。
接下來，以與步驟S126類似的形式，黑帶確定部件230根據測量結果Mout確定在測量區域64B中是否只存在黑帶區域(圖17中的步驟S129)。當確定不僅僅存在黑帶區域(步驟S129N)時，以與步驟S127類似的方式，從之前測量區域的結束位置減去新的增量/減量值，並因此重置新的測量區域(步驟S130)。同時，當確定只存在黑帶區域(步驟S129Y)時，以與步驟S128類似的方式，將新的增量/減量值加到之前測量區域的結束位置，並因此重置新的測量區域(步驟S131)。
接下來，在待命直到轉移到下一組合幀之後(步驟S132)，黑帶確定部件230從測量部件22獲取測量結果Mout(步驟S133)。邊界確定部件234計算黑帶區域的上側或左側的邊界位置(步驟S134)，向檢測確定部件237輸出該邊界位置，並因此終止邊界確定處理1，並且黑帶檢測處理移到下一處理。
接下來，執行邊界確定處理2(圖11中的步驟S14)。具體的，執行圖19和圖20中流程圖所示的處理。
在邊界確定處理2中，基本上以與前述邊界確定處理1相同的方式，確定下側的黑帶區域61B或右側的黑帶區域65B和輸入圖像信號6中圖像區域62或圖像區域66之間的邊界位置。
具體的，首先，測量區域確定部件238確定第一測量區域並向信號電平比較部件221輸出該測量區域(圖19中的步驟S141)。更具體的，當確定了下側的黑帶區域61B的邊界位置時，將水平方向的開始位置和結束位置以及垂直方向的結束位置分別設置為基本區域64A中水平方向的開始位置和結束位置以及垂直方向的結束位置。同時，垂直方向的開始位置被設置為這樣的位置，該位置為從基本區域64A的垂直結束位置減去由初始增量/減量值設置部件232設置的垂直方向的初始增量/減量值得到的結果。而且，當確定右側黑帶區域65B的邊界位置時，將垂直方向的開始位置和結束位置以及水平方向的結束位置分別設置為基本區域64A中垂直方向的開始位置和結束位置以及水平方向的結束位置。同時，將水平方向的開始位置設置為這樣的位置，該位置為從基本區域64A的水平結束位置減去由初始增量/減量值設置部件232設置的水平方向的初始增量/減量值得到的結果。
接下來，在隨後步驟S142至S153中，以與邊界確定處理1的步驟S122至S133基本相似的方式執行處理。然而，在步驟S147至S150中，例如，如圖21A中箭頭P71所示，從之前測量區域64B1的開始位置減去新的增量/減量值或一，並因此重置新的測量區域64B2(步驟S147和S150)。而且，在步驟S148和S151中，例如，如圖21B中箭頭P72所示，將新的增量/減量值或一加到之前測量區域64B3的開始位置，並因此重置新的測量區域64B4(步驟S148和S151)。
在圖20中的步驟S154中，邊界確定部件234計算黑帶區域的下側或右側的邊界位置，並向檢測確定部件237輸出計算的邊界位置。因此，邊界確定處理2終止，並且黑帶檢測處理移到下一處理。圖21A和21B表示確定了右側的黑帶區域65B的邊界位置的情況。然而，在確定了下側的黑區域61B的邊界位置的情況下，執行類似的處理。
接下來，執行黑帶檢測確定處理(圖11中的步驟S16)。具體的，執行圖22和圖23中流程圖所示的處理。
首先，檢測確定部件237基於由邊界確定部件234在邊界確定處理1和2中獲得的黑區域61A和61B或黑區域65A或65B的邊界位置，以及信號類型識別結果Sout獲得的輸入圖像信號6的解析度，計算圖像區域62的寬度(垂直寬度V2或水平寬度H2)(圖22中的步驟S161)。接下來，檢測確定部件237確定圖像區域62的寬度是否等於或大於下限值設置部件236設置的下限值(步驟S162)。
當確定圖像區域62的寬度低於下限值(步驟S162N)時，確定圖像區域62是黑場景等，並且為了避免錯誤檢測黑帶區域，將黑帶區域的檢測數計數器的值重置為0(步驟S163)。然後，除了終止黑帶檢測確定處理(「返回」)以及在圖11的步驟S18中終止整個黑帶檢測處理(步驟S18Y)的情況，黑帶檢測處理返回至黑帶檢測開始處理(步驟S11)，並從頭開始。
同時，當確定圖像區域62的寬度等於或大於下限值(步驟S162Y)時，檢測確定部件237確定是否滿足條件表達式(檢測數計數器的值＝0)和(再檢測數設置部件235設置的再檢測數≠0)(步驟S164)。當確定滿足上面的條件表達式(步驟S164Y)時，它是第一個黑帶檢測，並因此不可能比較當前檢測結果與之前檢測結果。因此，照現在的樣子維持兩個檢測到的(上和下側或左和右側)黑帶區域的邊界位置和圖像區域62的寬度(步驟S165)，並且檢測數計數器的值增加一。因此，除了終止黑帶檢測確定處理(「返回」)以及在圖11的步驟S18中終止整個黑帶檢測處理(步驟S18Y)的情況，黑帶檢測處理返回至黑帶檢測開始處理(步驟S11)，並再次執行。
同時，當確定沒有滿足步驟S164中的條件表達式(步驟S164N)時，檢測確定部件237確定是否將再檢測數設置為0(圖23中的步驟S167)。當確定再檢測數被設置為0(步驟S167Y)時，除了已確立的黑帶檢測(步驟S170Y)的情況，將兩個檢測到的(上和下側或右和左側)黑帶區域的邊界位置以及圖像區域62的寬度照現在的樣子輸出至圖像處理部件3，作為黑帶檢測結果Kout(步驟S172)，並將黑帶區域的檢測數計數器的值重置為0(步驟S163)。因此，除了終止黑帶檢測確定處理(「返回」)以及在圖11的步驟S18中終止整個黑帶檢測處理的情況(步驟S18Y)，黑帶檢測處理返回至黑帶檢測開始處理(步驟S11)，並再次執行。
當確定在步驟S170黑帶檢測已確定(步驟S170Y)時，檢測確定部件237確定黑帶區域的寬度是否改變。當其改變時，檢測確定部件237確定是否僅兩個黑帶檢測區域的寬度之一大幅度改變(步驟S171)。當只有其中一個大幅度改變(步驟S171Y)時，檢測確定部件237確定圖像區域62是黑場景等，並且為了避免錯誤檢測黑帶區域，將黑帶區域的檢測數計數器的值重置為0(步驟S163)。因此，不輸出黑帶檢測結果Kout，並終止黑帶檢測確定處理(「返回」)。同時，當確定不是僅其中一個大幅改變(步驟S171N)時，處理進行到步驟S172，輸出黑帶檢測結果Kout(步驟S172)，並將黑帶區域的檢測數計數器的值設置為0(步驟S163)。因此，終止黑帶檢測確定處理(「返回」)。
當在步驟S167確定再檢測數被設置為除了0之外的值(為1或更大的值)時(步驟S167N)，表示黑帶區域的檢測數是1或更多。因此，檢測確定部件237確定之前檢測中的圖像區域62的寬度是否對應於當前檢測中的(步驟S168)。如果不是(步驟S168N)，錯誤檢測的可能性很大。為了避免該錯誤檢測，將黑帶區域的檢測數計數器的值重置為0(步驟S163)。因此，不輸出黑帶檢測結果Kout，並終止黑帶檢測確定處理(「返回」)。同時，當確定之前檢測中的圖像區域62的寬度對應於當前檢測中的時(步驟S168Y)，檢測確定部件237確定檢測數計數器的值是否在設定再檢測數之下(步驟S169)。當確定檢測數計數器的值在設置的再檢測數之下(步驟S169Y)時，照現在的樣子維持兩個檢測到的黑帶區域的邊界位置和圖像區域62的寬度(步驟S165)，且檢測數計數器的值增加1。因此，終止黑帶檢測確定處理(「返回」)，並除了在圖11的步驟S18中終止整個黑帶檢測處理(步驟S18Y)的情況，黑帶檢測處理返回至黑帶檢測開始處理(步驟S11)，並再次執行。
同時，當在步驟S169中確定檢測數計數器的值不低於設置的再檢測數(等於再檢測數)(步驟S169N)時，處理進行到步驟S170至S172，並如上所述，輸出黑帶檢測結果Kout並確定是否黑帶檢測確定處理終止。
當如上所述終止黑帶檢測確定處理時，在步驟S18確定是否整個黑帶檢測處理終止。當不終止整個黑帶檢測處理(步驟S18N)時，重複步驟S11至S16的處理。當終止整個黑帶檢測處理(步驟S18Y)時，終止整個黑帶檢測處理。
接下來，參考圖24至28詳細描述在上面黑帶檢測處理中包括的黑帶檢測部件2和圖像處理部件3中的輸入圖像信號的高寬比調整處理，其是本發明的特徵之一。圖24是方位(aspect)調整處理的流程圖。
首先，黑帶檢測部件2中的信號類型識別部件221識別輸入圖像信號6的類型(步驟S0)，並向檢測部件23和圖像處理部件3中的計算部件31輸出識別結果Sout。
接下來，根據信號類型識別結果Sout和輸入圖像信號的亮度信號Yin，黑帶檢測部件2執行圖11(以及圖12A至圖23)所示的一系列黑帶檢測處理S11至S18(步驟S1)，並向計算部件31輸出黑帶檢測結果Kout。
然後，在黑帶檢測處理S1中，在圖16、17、19和20所示的邊界確定處理1和2的步驟S126、S129、S146和S149中在測量區域64B中是否只存在包括消隱區域60的黑帶區域，例如，如圖25A至25C所示進行確定。即，例如，如圖25A至25C中所示，在確定是否只在圖像區域62的上側存在黑帶區域61A(包括消隱區域60)時，也通過使用水平後沿長度Hbp和水平前沿長度Hfp進行確定。
具體的，例如，如圖25A所示，當水平後沿長度Hbp和水平前沿長度Hfp對應測量區域64B的水平方向的寬度(在這種情況下，基本區域64A的水平方向的寬度)時，確定不存在圖像區域62或者黑帶區域中的字幕等，並在測量區域64B中只出現黑帶區域。
而且，例如，如圖25B所示，當在測量區域64B中存在圖像區域62時，根據作為測量結果的水平後沿長度Hbp和水平前沿長度Hfp是否對應預置的水平後沿長度Hbp0和預置的水平前沿長度Hfp0，確定圖像區域62的存在還是不存在。具體的，水平後沿長度Hbp和水平後沿長度Hbp0的組合或水平前沿長度Hfp和水平前沿長度Hfp0的組合中的至少一個互相相同，確定存在圖像區域62。如圖25B所示，通過由輸入圖像信號的類型確定的水平長度Hbp1和當設置測量區域64B時確定的水平長度Hbp2之間的差，確定水平後沿長度Hbp0(Hbp0＝Hbp1-Hbp2)。通過由輸入圖像信號的類型確定的水平長度Hfp1和當設置測量區域64B時確定的水平長度Hfp2之間的差，確定水平前沿長度Hfp0(Hfp0＝Hfp1-Hfp2)。
而且，例如，如圖25C所示，當在測量區域64B中不存在圖像區域62(只存在黑帶區域61A)以及在黑帶區域61A中出現字幕63B時，作為測量結果的水平後沿長度Hbp和水平前沿長度Hfp大於預置的水平後沿長度Hbp0和預置的水平前沿長度Hfp0。因此，在該情況下，首先，確定圖像區域62基本上不存在。其原因如下。即，如果確定包括字幕63B的區域的圖像區域存在，將在後面所述的高寬比調整中進行錯誤調整。然而，為了避免字幕63B的丟失，除了作為測量結果的水平後沿長度Hbp和水平前沿長度Hfp，還使用作為測量結果的垂直後沿長度Vbp和垂直前沿長度Vfp(在圖25C的情況下，使用垂直後沿長度Vbp)，並因此容易獲得字幕63B的位置。可以根據每個組合幀顯示或不顯示字幕63B。因此，直到由黑帶檢測處理確立檢測，才將垂直後沿長度Vbp或垂直前沿長度Vfp的最小值設置為字幕63B的位置。
如上所述，在確定在測量區域64B中是否只存在包括消隱區域60的黑帶區域時，也通過使用水平後沿長度Hbp和水平前沿長度Hfp的值進行確定。因此，不僅可以確定圖像區域62而且可以確定黑帶區域中字幕63B的存在。
再次參考圖24進行描述。接下來，圖像處理部件3中的計算部件31根據黑帶檢測部件2的黑帶檢測處理的前述結果(黑帶檢測結果Kout)和信號類型識別部件21的輸入圖像信號的類型識別結果Sout，執行處理(縮放比率算處理)以計算作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)的擴張比或壓縮比(步驟S2)。具體的，執行圖26和圖27的流程圖所示的處理。
首先，當計算部件31獲取黑帶檢測結果Kout(和類型識別結果Sout)時(步驟S201)，根據這些結果確定黑帶區域是否存在於輸入圖像信號(Yin、Uin、Vin)中(步驟S202)。具體的，根據基於類型識別結果Sout的輸入圖像信號的水平後沿長度、水平前沿長度、垂直後沿長度和垂直前沿長度是否分別對應於基於黑帶檢測結果Kout的水平後沿長度H1A、水平前沿長度H1B、垂直後沿長度V1A和垂直前沿長度V1B，來確定是否存在黑帶區域。例如，當在輸入圖像信號中不存在黑帶區域時，例如，如圖28所示，基於類型識別結果Sout的上述值對應於基於黑帶檢測結果Kout的值。
當在步驟S202中確定不存在黑帶區域時(步驟S202N)，計算部件31基於類型識別結果Sout，根據圖像區域的顯示尺寸來計算水平方向和垂直方向的縮放比(步驟S204和S205)。然後，計算部件31向縮放部件32輸出計算結果Cout(步驟S205)。因此，縮放比計算處理終止。
同時，當在步驟S202中確定存在黑帶區域時(步驟S202Y)，計算部件31確定當前黑帶檢測結果Kout是否從之前組合幀中的結果改變(水平後沿長度H1A、水平前沿長度H1B、垂直後沿長度V1A和垂直前沿長度V1B等的值是否改變)(步驟S206)。當確定沒有從之前結果改變時(步驟S206N)，縮放比不必改變並可以維持現狀。因此，縮放比計算處理終止。
同時，當在步驟S206確定存在從之前結果改變時(步驟S206Y)，計算部件31根據黑帶檢測結果Kout確定圖像區域中是否有變化(例如，圖12A和12B所示的圖像區域的寬度H1和V2是否變化)(步驟S207)。當確定圖像區域中沒有變化時(步驟S207N)，計算部件31根據黑帶檢測結果Kout來確定是否擴張字幕區域(S209)。具體的，計算部件31確定是否減小上述如圖12A所示的到包括垂直後沿的OSD63A最上端的長度V0A或到包括輸入圖像信號6的垂直前沿的字幕63B的最下端的長度V0B。當確定字幕區域減少或不改變這些值時(步驟S209N)，縮放比不必改變並可維持現狀。因此，縮放比計算處理終止。
同時，當在步驟S207中確定圖像區域中有改變(步驟S207Y)，並當在步驟S209中確定擴張字幕區域時(步驟S209Y)時，計算部件31根據黑帶檢測結果Kout(具體的，圖像區域等的寬度H2和V2等)，確定在排除輸入圖像信號(Yin、Uin、Vin)的黑帶區域之後為剩餘區域的圖像區域的高寬比(步驟S208)。然後，計算部件31確定水平方向和垂直方向的縮放比，以便可以根據顯示尺寸防止丟失字幕，同時基於確定的高寬比和黑帶檢測結果Kout維持輸入圖像信號(Yin、Uin、Vin)的圖像區域的高寬比(步驟S210和S211)。因此，縮放比計算處理終止。
具體的，例如，如圖29A所示，當輸入圖像信號6中的黑帶區域61A和61B中沒有字幕時，執行輸入圖像信號6的縮放(高寬比調整)以便僅圖像區域62成為在顯示部件5的整個顯示屏幕上顯示的顯示區域7，同時維持輸入圖像信號6的高寬比，以便避免黑帶區域61A和61B阻擋觀看。
同時，例如，如圖29B所示，當在黑帶區域61A和61B中分別有字幕63B1和63B2時，執行縮放同時維持輸入圖像信號6的高寬比，以避免丟失字幕63B1和63B2。而且，例如，如圖29C所示，當一對黑帶區域中的一個(在這種情況下，上和下側的黑帶區域61A和61B中的下側黑帶區域61B)有字幕(字幕63B)時，位置調整部件33如箭頭P1所示調整位置，以便不會由於縮放部件32縮放圖像信號以防止丟失字幕63B而在顯示區域7中包括另一黑帶區域(在這種情況下，上側的黑帶區域61A)。
當在顯示部件5的部分顯示屏幕中提供子窗口並在子窗口中顯示圖像信號時，圖像處理部件3可執行高寬比調整處理，以便在整個子窗口上顯示輸入圖像信號。
再次參考圖24給出描述。縮放部件32根據計算部件31的計算結果Cout(縮放比)縮放作為輸入圖像信號的YUV信號(Yin、Uin、Vin)(步驟S3)。接下來，位置調整部件33對於縮放部件32縮放的圖像信號進行例如上述圖29C所示的位置調整以避免黑帶區域中字幕的丟失(步驟S4)。最後，確定是否終止高寬比調整處理(步驟S5)。當確定不終止高寬比調整處理(步驟S5N)時，重複步驟S0至S4的處理。當確定終止高寬比調整處理(步驟S5Y)時，終止高寬比調整處理。
如上，根據黑帶檢測部件2的黑帶檢測結果Kout，執行圖像處理部件3的圖像處理(輸入圖像信號的高寬比調整處理)。
如上所述，在本實施例中，測量部件22測量在組合幀時間段內作為輸入圖像信號6的YUV信號(Yin、Uin、Vin)的測量區域64A和64B對於每個像素是否具有閾值Vt之下的信號電平。此外，根據測量結果，檢測部件23檢測在輸入圖像信號6中包括的黑帶區域。因此，與相關技術相比，可以在更短時間內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域。
而且，測量部件22和檢測部件23根據對於每個像素信號電平是否低於閾值Vt的測量結果來檢測黑帶區域和圖像區域之間的邊界，根據檢測邊界的結果向之前測量區域添加或從其減去作為新的增量/減量值的之前增量/減量值的一半，來設置新的測量區域，順序測量新的測量區域，並根據測量結果檢測黑帶區域。因此，可以在較短時間內檢測輸入圖像信號6中包括的黑帶區域。
而且，檢測部件23中的檢測確定部件237確定是否改變黑帶區域的寬度，並且如果改變，則確定是否僅兩個黑帶檢測區域中的一個大幅改變。因此，當僅其中之一大幅改變時，可以確定圖像信號是黑場景等，並因此避免黑帶區域的錯誤檢測。結果，可能避免這種錯誤檢測，並可以執行精確的黑帶檢測。
而且，因為可以在短時間內執行該精確黑帶檢測，所以圖像處理部件3可以通過使用黑帶檢測結果Kout在短時間內執行最優圖像處理。
而且，當維持在排除輸入圖像信號的黑帶區域之後為剩餘區域的圖像區域的高寬比時，可以縮放輸入圖像信號。因此，通過使用縮放的圖像信號而顯示圖像，與相關技術相比可以顯示可視性極好的圖像。
而且，也考慮黑帶區域中字幕的存在執行圖像信號的擴張或壓縮。因此，可以顯示包括黑帶區域的圖像而不丟失字幕。
而且，根據黑帶區域中字幕的存在等，可以由位置調整部件33調整圖像信號的顯示位置。因此，可以提供更具可視性的圖像。
而且，通過使用黑帶檢測部件2檢測的黑帶檢測結果Kout，可以高速執行圖像處理。因此，可以根據輸入圖像信號中的改變再計算縮放比，並可以實時調整高寬比。
已參考實施例描述本發明。然而，本發明並不限制於該實施例，並可以進行各種修改。
例如，在上面的實施例中，已描述其中在圖像區域上和下存在黑帶區域的CinemaScope圖像信號的黑帶檢測，或其中在圖像區域左和右存在黑帶區域的側板圖像信號的黑帶檢測。然而，可能通過組合上面的黑帶檢測，在四個方向上檢測黑帶區域，即，圖像區域的上、下、左和右側的黑帶區域。
而且，在上面實施例中，已描述通過使用測量部件22的測量結果由二進位搜索執行黑帶檢測的情況。然而，由黑帶檢測部件2進行的黑帶檢測方法並不限制於此，並可以是在組合幀時間段內檢測黑帶的任何方法。
而且，在上面實施例中，已描述向其輸入YUV信號的圖像顯示器。然而，本發明也應用於諸如PC之類直接向其輸入RGB信號的圖像顯示器等。當如上述直接輸入RGB信號時，不必執行矩陣轉換，並因此矩陣電路41是不必要的。
而且，在上面實施例中，已將TV作為圖像顯示器的特定示例進行描述。然而，本發明的圖像顯示器也應用於PDA(個人數字助理)、行動電話等。
本領域技術人員可以理解，取決於設計需求和其他因素可以發生各種修改、組合、子組合和變化，只要它們在所附權利要求書或其等效物的範圍內。
權利要求
1.一種圖像信號處理裝置，包括黑帶檢測裝置，用於在組合幀時間段中檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；計算裝置，用於根據來自黑帶檢測裝置的檢測結果計算輸入圖像信號的縮放比率同時維持其高寬比；以及縮放裝置，用於根據通過計算裝置獲得的比率放大或縮小輸入圖像信號。
2.根據權利要求1的圖像信號處理裝置，其中縮放裝置放大或縮小輸入圖像信號以便在顯示單元的整個屏幕上顯示輸入圖像信號。
3.根據權利要求1的圖像信號處理裝置，其中計算裝置根據輸入圖像信號的切換再計算所述比率。
4.根據權利要求1的圖像信號處理裝置，其中縮放裝置放大或縮小輸入圖像信號，以便不丟失在檢測到的黑帶區域中包括的字幕。
5.根據權利要求4的圖像信號處理裝置，包括調整裝置，用於對經放大或縮小的圖像信號調整顯示位置以便不丟失字幕。
6.根據權利要求1的圖像信號處理裝置，進一步包括測量裝置，用於在所述組合幀時間段內測量輸入圖像信號的指定測量區域中每個像素是否具有低於閾值的信號電平，其中黑帶檢測裝置根據來自測量裝置的測量結果檢測黑帶區域。
7.根據權利要求6的圖像信號處理裝置，其中黑帶檢測裝置檢測從測量區域端部繼續的、信號電平低於閾值的像素的像素數量，並沿著測量區域的端部執行檢測處理，以確定所檢測像素數的最小值為黑帶區域的寬度。
8.根據權利要求6的圖像信號處理裝置，包括基本區域提供裝置，用於提供作為要測量的基本部分的基本區域；增量/減量值提供裝置，用於提供測量區域中的增量/減量值；以及測量區域確定裝置，用於根據所述基本區域和增量/減量值確定測量區域，其中增量/減量值提供裝置將增量/減量值重置為之前值的一半，所述測量區域確定裝置根據黑帶檢測裝置是否檢測到黑帶區域和圖像區域之間的邊界，通過向之前測量區域添加或從其減去新的增量/減量值而選擇性地重置新測量區域，並且所述測量裝置對新的測量區域執行測量。
9.根據權利要求8的圖像信號處理裝置，其中測量裝置同時測量兩個方向上的測量區域，所述兩個方向即水平方向和垂直方向。
10.一種圖像顯示器，包括黑帶檢測裝置，用於在組合幀時間段中檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；計算裝置，用於根據來自黑帶檢測裝置的檢測結果計算輸入圖像信號的縮放比率同時維持其高寬比；縮放裝置，用於根據通過計算裝置獲得的所述比率放大或縮小輸入圖像信號；以及顯示裝置，用於基於經縮放的圖像信號顯示圖像。
11.根據權利要求10的圖像顯示器，進一步包括測量裝置，用於在所述組合幀時間段內測量輸入圖像信號的指定測量區域中每個像素是否具有低於閾值的信號電平，其中黑帶檢測裝置根據來自測量裝置的測量結果檢測黑帶區域。
12.據權利要求10的圖像顯示器，包括基本區域提供裝置，用於提供作為要測量的基本部分的基本區域；增量/減量值提供裝置，用於提供測量區域中的增量/減量值；以及測量區域確定裝置，用於基於所述基本區域和增量/減量值確定測量區域，其中增量/減量值提供裝置將增量/減量值重置為之前值的一半，測量區域確定裝置根據黑帶檢測裝置是否檢測到黑帶區域和圖像區域之間的邊界，通過向之前測量區域添加或從其減去新的增量/減量值而選擇性地重置新測量區域，並且測量裝置對新的測量區域執行測量。
13.一種圖像顯示方法，包括如下步驟在組合幀時間段內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；根據黑帶區域的檢測結果，計算輸入圖像信號的縮放比率同時維持其高寬比；基於所獲得的比率，放大或縮小輸入圖像信號；以及基於經縮放的圖像信號顯示圖像。
14.一種圖像信號處理裝置，包括黑帶檢測部件，在組合幀時間段內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；計算部件，基於來自黑帶檢測部件的檢測結果計算輸入圖像信號的縮放比率同時維持其高寬比；縮放部件，基於通過計算部件獲得的所述比率放大或縮小輸入圖像信號。
15.一種圖像顯示器，包括黑帶檢測部件，在組合幀時間段內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；計算部件，基於來自黑帶檢測部件的檢測結果計算輸入圖像信號的縮放比率同時維持其高寬比；縮放部件，基於通過計算部件獲得的所述比率而放大或縮小輸入圖像信號；以及顯示部件，基於經縮放的圖像信號顯示圖像。
全文摘要
提供一種圖像信號處理裝置、圖像顯示器和圖像顯示方法，能在較短時間內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域，並實現更具可視性的圖像。該圖像信號處理裝置包括黑帶檢測裝置，用於在組合幀時間段內檢測輸入圖像信號中包括的黑帶區域；計算裝置，用於根據來自黑帶檢測裝置的檢測結果計算輸入圖像信號的縮放比並同時維持其高寬比；以及縮放裝置，用於根據通過計算裝置獲得的所述比率縮放輸入圖像信號。
文檔編號H04N5/66GK101094354SQ200710137990
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月8日 優先權日2006年6月8日
發明者藤澤知市 申請人:索尼株式會社