字幕檢測設備、字幕檢測方法、及降頻信號檢測設備的製作方法
2023-05-15 02:21:01 2
專利名稱：字幕檢測設備、字幕檢測方法、及降頻信號檢測設備的製作方法
技術領域：
本發明總地涉及一種用於將隔行掃描視頻信號變換為逐行掃描視頻信號的設備，更具體地涉及一種檢測諸如通過2-3降頻或2-2降頻方式生成的移動圖像信號的隔行掃描視頻信號中的字幕的設備。
背景技術：
在通常將NTSC視頻信號用作TV廣播信號的情況中，通過隔行掃描系統掃描視頻信號。在該系統中，增加了每秒鐘的圖像當量(equivalent number of image)，從而降低了表面閃爍。另一方面，近些年中，諸如液晶顯示(LCD)裝置或等離子顯示裝置的薄TV接收機已經穩步地贏得了歡迎。如果在這些薄TV接收機上的掃描線上直接顯示隔行掃描視頻信號，則會大大降低屏幕的亮度，並且所顯示的圖像不值得觀看。為了避免這個問題，在這些顯示裝置中，通過逐行掃描系統來顯示圖像。當要在諸如LCD裝置的逐行掃描顯示裝置上顯示隔行掃描視頻信號時，需要隔行掃描/逐行掃描變換電路。
在一些情況中，諸如NTSC信號的標準TV視頻信號包括基於電影膠片產生的視頻信號。電影膠片每秒有24幀，而標準TV視頻信號是每秒具有30幀(每秒60場)的隔行掃描視頻信號。所以，通過2-3降頻(pull-down)方法或2-2降頻方法將電影膠片的視頻信號變換為標準TV視頻信號。在下面的說明中，將通過變換從電影膠片的視頻信號得到的隔行掃描視頻信號稱為「降頻信號」。
例如，在2-3降頻方法中，首先，以24Hz的幀頻掃描電影膠片，以產生隔行掃描視頻信號。然後，變換隔行掃描視頻信號，以使電影膠片的第一幀可以對應於第一和第二場(2個場)、第二幀對應於第三至第五場(3個場)、第三幀對應於第六和第七場(2個場)、第四幀對應於第八至第十場(3個場)。在被變換為降頻信號的場信號中，交替重複奇數場和偶數場。當將電影膠片的幀變換為3個場時，最後一個場(第五場、第十場)是與第一個場(第三場、第八場)相同的視頻內容的重複。
通過此方式，使電影膠片的兩幀對應於標準TV視頻信號的五個場，並根據電影膠片的幀交替重複2-場視頻信號和3-場視頻信號。從而生成降頻信號。
為了將降頻信號變換為逐行掃描信號，必須將由電影膠片的同一幀生成的兩個場結合為一幀。實現該處理的逐行掃描變換設備確定輸入視頻信號是否為降頻信號。在輸入視頻信號是降頻信號的情況下，該設備確定將要結合的場(下文中稱為「對場(pair field)」)。通過結合這些場，生成逐行掃描信號。將這種信號處理稱為「降頻內插處理(pull-down interpolation process)」。
在一些情況中，諸如電影的視頻包括字幕。不管視頻信號是否為降頻信號，都配置了字幕，以通過多個幀將相同的字符模式混合在視頻中。在降頻信號中包括字幕的情況下，很難確定視頻信號是否為降頻信號。
第2002-057993號日本專利申請KOKAI公開文本(專利文件1)中公開了一種技術，其中，當輸入視頻信號是上述的降頻信號時，在沒有檢測到字幕區域的情況下，執行2-3降頻內插處理，以及在檢測到字幕區域的情況下，基於運動自適應(motion-adaptive)內插處理生成IP變換信號。
上述的專利文件1沒有說明用於檢測字幕的具體結構。所以，在現有技術中，不能精確地檢測字幕區域且不能正確地執行降頻內插處理。
發明內容
本發明的目的在於，精確檢測降頻信號中的字幕區域並圓滿檢測降頻信號。
總地來說，根據本發明的一個實施例，提供了一種字幕檢測設備，其包括差分單元13，用於提供輸入視頻信號的當前場信號和延遲至少一個場周期的當前場信號之間的場間差分；積分單元14，用於將屏幕劃分成多個區域，對包括在多個區域中的每個中的場間差分進行積分，以及提供區域內積分值；以及第一比較單元15，用於將來自積分單元的區域內積分值和第一比較值進行比較，以檢測在多個區域中的至少一個中是否檢測到了字幕。
根據本實施例，可以精確檢測降頻信號中的字幕區域，並可以圓滿檢測降頻信號。
提供的附圖和相關說明用於闡述本發明的實施例，而不用於限制本發明的範圍。
圖1是示出根據本發明的第一實施例的字幕檢測設備10A的結構的框圖；
圖2A和圖2B示出了場信號中的字幕的實例；圖3示出了作為動態範圍計算電路16的第一實施例的動態範圍計算電路16A；圖4示出了作為動態範圍計算電路16的第二實施例的動態範圍計算電路16B；圖5是示出根據本發明的第二實施例的字幕檢測設備10B的結構的框圖；圖6是示出根據本發明的第三實施例的字幕檢測設備10C的結構的框圖；圖7是示出根據本發明的第四實施例的字幕檢測設備10D的結構的框圖；圖8示出了應用本發明的逐行掃描設備40的實例；圖9A至圖9C示出了如何延遲隔行掃描2-3降頻信號；圖10示出了作為另一降頻信號系統的隔行掃描2-2降頻信號；圖11示出了根據本發明的降頻信號檢測電路47的第一實施例；圖12A至圖12E示出了2-3降頻信號的場間相關性和幀間相關性的確定結果的實例；以及圖13是示出降頻信號檢測電路47的第二實施例的結構的框圖。
具體實施例方式
下面參考附圖，詳細說明本發明的實施例。
圖1是示出根據本發明的第一實施例的字幕檢測設備10A的結構的框圖。
當前場信號(亮度信號)S1通過第一垂直低通濾波器(LPF)11，然後輸入到場間差分絕對值電路13和區域內動態範圍計算電路16中。1-場延遲信號S2通過第二垂直LPF 12，然後輸入到場間差分絕對值電路13中。1-場延遲信號S2是通過使用存儲電路將當前場信號S1延遲1-場周期而獲得的信號(如下面將參考圖8詳細描述)。第一和第二垂直LPF 11和12去除1場中的垂直高頻噪聲，並校準當前場信號S1和1-場延遲信號S2的垂直中點。可以將水平LPF用於噪聲去除濾波器。
場間差分絕對值電路(差分單元)13逐像素地計算前述的兩個輸入場信號之間的差分絕對值FDA。將場間差分絕對值FDA提供給區域內積分電路14。區域內積分電路(積分單元)14累加矩形區域(例如，水平的8像素×垂直的8條線、或水平的16像素×垂直的8條線)單元中的差分絕對值FDA，並輸出區域差分累加值SDA。第一比較器15將區域差分累加值SDA和區域單元中的差分比較閾值FDT進行比較，並輸出差分比較結果FDC。
圖2A和圖2B示出了場信號中的字幕的實例。圖2A和圖2B示出了字幕中的字符「A」。圖2A示出了當前場信號S1，圖2B示出了1-場延遲信號S2。如果計算場信號S1和S2之間的差分，則可以獲得多個大值差分(相對於不包括字幕字符的普通場信號)。從而，從區域內積分電路14輸出的差分累加(積分)值SDA變得大於差分比較閾值FDT，第一比較器15輸出(例如)H電平信號作為差分比較結果FDC。
區域內動態範圍計算電路16計算前述區域中的經過垂直LPF11過濾的當前場信號S1的動態範圍。具體地，計算電路16輸出前述區域中的當前場信號S1的最大值和最小值之間的差作為區域內動態範圍SDR。第二比較器17將區域內動態範圍SDR和動態範圍比較閾值DCT進行比較，並輸出動態範圍比較結果SDC。
通常，用白色(即，用最高亮度)顯示字幕區域中的字符。因此，字幕區域中的動態區域一般具有高值。如果動態範圍SDR大於動態範圍比較閾值DCT，則比較器17輸出(例如)H電平信號作為動態範圍比較結果SDC。
根據本發明的一個實施例，運算單元(例如，包括AND電路的組合邏輯)18執行差分比較結果FDC和動態範圍比較結果SDC之間的邏輯運算(例如，AND運算)，並輸出字幕區域檢測信號STD。具體地，如果差分積分值SDA大於差分比較閾值FDT，並且如果動態範圍SDR大於與上述區域有關的動態範圍比較閾值DCT，則運算電路18確定該區域是字幕區域的一部分，並輸出(例如)高(H)電平信號作為字幕區域檢測信號STD。
如上所述，當檢測字幕區域時，不僅確定了區域中的場間差分絕對值的積分值，而且確定了動態範圍。從而，可以提高檢測的精度。
圖3示出了作為動態範圍計算電路16的第一實施例的動態範圍計算電路16A。
區域內最大亮度值檢測電路31接收來自垂直LPF 11的當前場信號S1，並檢測區域中的最大亮度值BMX。區域內最小亮度值檢測電路32接收來自垂直LPF 11的當前場信號S1，並檢測區域中的最小亮度值BMN。差分絕對值計算電路33計算最大亮度值BMX和最小亮度值BMN之間的差分絕對值，並輸出計算出的值作為區域內動態範圍SDR1。
圖4示出了作為動態範圍計算電路16的第二實施例的動態範圍計算電路16B。
區域內高亮度檢測電路34接收來自垂直LPF 11的當前場信號S1，提取區域中的第一至第n高亮度值，並輸出所提取的值作為高亮度SHB。高亮度平均值計算電路35計算高亮度SHB的平均值HBM。例如，如果n為4、區域中的最高亮度為100、區域中的第二高亮度為99、具有亮度100的像素的數目為1、並且具有亮度99的像素的數目為4，則高亮度平均值計算電路35計算(100+99×3)/4作為高亮度平均值HBM，並輸出99.25作為高亮度平均值HBM。
區域內低亮度檢測電路36接收來自垂直LPF 11的當前場信號S1，提取區域中的第一至第n低亮度值，並輸出所提取的值作為低亮度SLB。低亮度平均值計算電路37計算低亮度SLB的平均值LBM。例如，如果n為4、區域中的最低亮度為1、區域中的第二低亮度為2、具有亮度1的像素的數目為1、並且具有亮度2的像素的數目為4，則低亮度平均值計算電路36計算(1+2×3)/4作為低亮度平均值LBM，並輸出1.75作為低亮度平均值LBM。差分絕對值計算電路38計算高亮度平均值HBM和低亮度平均值LBM之間的差分絕對值，並輸出計算出的值作為區域內動態範圍SDR2。
所以，動態範圍計算電路16B相較於動態範圍計算電路16A，可以抑制噪聲的影響。
接下來，說明動態範圍計算電路16B的修改。在該修改中，區域內高亮度檢測電路34在與像素有關的區域中(其不包括具有最高亮度的一個或預定數目的像素)提取第一至第n高亮度值，並輸出所提取的值作為高亮度SHB。區域內低亮度檢測電路36在與像素有關的區域中(其不包括具有最低亮度的一個或預定數目的像素)提取第一至第n低亮度值，並輸出所提取的值作為低亮度SLB。其他電路塊的操作與上述塊的操作相同。
例如，在由於噪聲而使具有最高亮度的一個像素被包括在不包括字幕的區域中的情況下，該區域的動態範圍將受到噪聲的很大影響，並有可能將該區域確定為字幕區域。類似地，例如，在由於噪聲而使具有最低亮度的一個像素被包括在不包括字幕的區域中的情況下，該區域的動態範圍將受到噪聲的很大影響，並有可能將該區域確定為字幕區域。所以，在該修改中，可以在動態範圍的計算中進一步抑制包括在該區域中的噪聲的影響。
圖5是示出根據本發明的第二實施例的字幕檢測設備10B的結構的框圖。字幕檢測設備10B除了包括圖1中所示的字幕檢測設備10A的結構外，還包括多場監控電路19。
當對於預定數目或更多的場來說字幕區域確定條件(已經結合圖1所示的第一實施例進行了說明)連續成立時，多場監控電路19將該區域確定為字幕區域。具體地，對於預定數目或更多場來說，如果差分積分值SDA大於差分比較閾值FDT以及動態範圍SDR大於與上述區域有關的動態範圍比較閾值DCT的條件連續成立，則多場監控電路19將該區域確定為字幕區域。
根據第二實施例的字幕檢測設備10B可以排除由於噪聲等造成的字幕區域的錯誤檢測。簡言之，相較於字幕檢測設備10A，在字幕檢測設備10B中，雖然字幕區域的檢測結果延遲了預定數目的場，但可以增強檢測結果的可靠性。
圖6是示出根據本發明的第三實施例的字幕檢測設備10C的結構的框圖。字幕檢測設備10C包括比較器21和區域內高亮度像素數目計數電路22(它們代替了圖1中所示的字幕檢測設備10A的動態範圍計算電路16)。
如上所述，通常，用具有最大亮度的白色顯示字幕區域中的字符。通過比較器21、區域內高亮度像素數目計數電路22、以及比較器23，對該區域中的具有高亮度的像素的數目進行計數，並且在高亮度像素的數目大於比較閾值HBT的情況下，確定該區域為字幕區域。
比較器21將來自垂直LPF 11的當前場信號S1和亮度等級(level)比較閾值BLT進行比較。如果當前場信號S1的值大於比較閾值BLT，則比較器21輸出一個H電平脈衝。計數電路22對來自比較器21的輸出脈衝進行計數，並輸出計數結果HBC。比較器23將計數結果HBC和高亮度像素數目比較閾值HBT進行比較，並輸出比較結果HBR。除了比較器21、計數電路22、和比較器23以外的電路塊的操作和圖1中所示的字幕檢測設備10A中的電路塊的操作相同。
圖7是示出根據本發明的第四實施例的字幕檢測設備10D的結構的框圖。除了圖1中所示的字幕檢測設備10A的結構以外，字幕檢測設備10D包括圖6中所示的比較器21、計數電路22、和比較器23。可以通過增加用於確定前述的區域是否為字幕區域的條件的數目來提高字幕檢測設備的字幕區域檢測精度。
圖8示出了應用本發明的逐行掃描設備40的實例。圖8中的降頻信號檢測電路47包括根據圖7中所示的本發明的實施例的字幕檢測設備10D。
將當前場信號S1(其是隔行掃描輸入亮度信號)輸入第一場延遲電路41，並將其作為具有1場延遲的1-場延遲信號S2輸出。場延遲電路41包括(例如)兩個1-場存儲區。將輸入的1-場視頻信號交替地記錄在兩個存儲區中。類似地，將記錄的視頻信號交替地讀出兩個存儲區。從而，當將記錄的當前場信號作為1-場延遲信號S2讀出第一場延遲電路41時，將下一個當先場信號作為場信號S1記錄在第一場延遲電路41中。將1-場延遲信號S2輸入第二場延遲電路42，並將其作為具有1場延遲的2-場延遲信號S3輸出。第二場延遲電路42的結構和操作與第一場延遲電路41相同。
圖9A至圖9C示出了延遲隔行掃描2-3降頻信號的圖解。圖9A示出了輸入當前場信號(2-3降頻信號)S1。在信號S1中，Ae是由電影膠片的幀A生成的偶數場，Ao是由電影膠片的幀A生成的奇數場。類似地，Be是由電影膠片的幀B生成的偶數場，Bo是由電影膠片的幀B生成的奇數場。同樣適用於Ce、Co、.....。圖9B示出了通過將圖9A的信號延遲1場而獲得的1-場延遲信號S2。圖9C示出了通過進一步將圖9B的信號延遲1場而獲得的2-場延遲信號S3。
圖10示出了作為降頻信號的另一個實例的隔行掃描2-2降頻信號。2-2降頻信號是包括由電影膠片的相關幀生成的奇數場和偶數場的視頻信號。和2-3降頻信號一樣，通過每個場延遲電路將2-2降頻信號延遲1場。
返回參考圖8，運動圖像內插信號生成電路43(例如)使用運動向量，通過運動補償內插法(motion compensation interpolation)，從當前場信號S1、1-場延遲信號S2、及2-場延遲信號S3生成位於1-場延遲信號S2的掃描線之間的運動圖像內插信號。靜止圖像內插信號生成電路44(例如)通過平均當前場信號S1和2-場延遲信號S3、或通過使用2-場延遲信號S3本身的值，從當前場信號S1和2-場延遲信號S3生成位於1-場延遲信號S2的掃描線之間的靜止圖像內插信號。
運動檢測電路45基於當前場信號S1和2-場延遲信號S3檢測幀間運動，並向混合電路46輸出運動檢測信號。混合電路46根據運動檢測信號改變混合比例，並混合運動圖像內插信號和靜止圖像內插信號，從而生成運動-自適應內插信號MRC。
降頻信號檢測電路47基於當前場信號S1、1-場延遲信號S2、以及2-場延遲信號S3檢測1-場延遲信號S2是否為降頻信號，並生成降頻信號檢測信號PDD和對場(pair field)選擇信號PFD。
圖11示出了根據本發明的降頻信號檢測電路47的第一實施例。降頻信號檢測電路47包括作為本發明的字幕檢測設備的實例的圖7中所示的根據第四實施例的字幕檢測設備10D。所以，下面描述除了字幕檢測設備10D之外的電路塊。
幀間差分絕對值電路51通過垂直LPF接收當前場信號S1和2-場延遲信號S3。幀間差分絕對值電路51逐像素地計算兩個輸入信號之間的差分絕對值FDB。區域內積分電路52對區域中的差分絕對值進行積分(累加)，並輸出積分值SDB。
幀間區域運動檢測電路53基於積分值SDB檢測區域內圖像的幀間運動(像素值變化)，並輸出運動檢測結果FMB。在積分值SDB大於(例如)預定閾值的情況下，幀間區域運動檢測電路53確定圖像正在幀間移動(像素值變化大)，並輸出(例如)H電平信號。
幀間全屏相關性檢測電路54基於運動檢測結果FMB檢測全屏幕上的幀間相關性(相似性)的等級，並輸出幀間相關性檢測結果FRB。例如，幀間全屏相關性檢測電路54對1屏幕中的區域的數目求和，其中，確定圖像正在移動(即，像素值變化大)。在總和大於預定閾值的情況下，幀間全屏相關性檢測電路54輸出「弱」(例如，0)作為1-屏幕相關性檢測結果FRB。
場間區域運動檢測電路55基於積分值SDA檢測區域內圖像的場間運動(像素值變化)，並輸出運動檢測結果FMA。在積分值SDA大於(例如)預定閾值的情況下，場間區域運動檢測電路55確定圖像正在場間移動(像素值變化大)，並輸出(例如)H電平信號。
場間全屏相關性檢測電路56基於運動檢測值FMA檢測全屏幕上的場間相關性的等級，並輸出場間全屏相關性檢測結果FRA。例如，場間全屏相關性檢測電路56對1屏幕中的區域的數目求和，其中，確定圖像正在移動(即，像素值變化大)。在總和大於預定閾值的情況下，場間全屏相關性檢測電路56輸出「弱」(例如，0)作為1-屏相關性檢測結果FRA。
在字幕檢測設備10D的檢測結果STD表示出「字幕」(例如，1)的情況下，幀間區域運動檢測電路53和場間區域運動檢測電路55中的每一個都輸出表示圖像沒有移動的信號(例如，0)。在一般的情況中，對於字幕區域，幀間區域運動檢測電路53和場間區域運動檢測電路55中的每一個都確定圖像正在移動(像素值變化大)，而不管背景圖像是靜止圖像還是運動圖像。所以，在本實施例中，對於字幕區域，幀間區域運動檢測電路53和場間區域運動檢測電路55的輸出信號都設置為0(不運動)。從而，可以大大降低圖像運動的錯誤檢測的可能性。
在另一實施例中，在字幕檢測設備10D的檢測結果表示為「字幕」(例如，1)的情況下，在幀間全屏相關性檢測電路54和場間全屏相關性檢測電路56中減少全屏中的區域的數目。例如，在1屏幕包括1000個區域，並且確定為字幕區域的區域數目為100的情況中，幀間全屏相關性檢測電路54基於與另外900個區域相關的檢測結果FMB來確定幀間相關性的等級。類似地，場間全屏相關性檢測電路56基於與另外900個區域相關的檢測結果FMA來確定場間相關性的等級。在這種情況中，沒有將字幕區域檢測結果STD傳送至圖11中所示的運動檢測電路53和55，而是將其傳送至幀間全屏相關性檢測電路54和場間全屏相關性檢測電路56(如通過虛線示出的)。所以，可以在不受字幕區域的影響的條件下，確定幀間相關性和場間相關性的等級。
降頻信號確定電路57基於場間相關性檢測信號FRA和幀間相關性檢測信號FRB，輸出表明輸入視頻信號是否為降頻信號的降頻信號檢測信號PDD。另外，降頻信號確定電路57基於相關性檢測信號FRA和FRB，輸出表明用於1-場延遲信號S2的對場的對場信號PFD。
圖12A至圖12E示出了場間相關性和幀間相關性的確定結果的實例。假設將2-3降頻信號輸入至該設備。
圖12A示出了當前場信號S1。圖12B示出了1-場延遲信號S2。圖12C示出了2-場延遲信號S3。圖12D示出了幀間(S1和S3間)的相關性(幀間相關性檢測信號FRB)。圖12E示出了場間(S1和S2間)的相關性(場間相關性檢測信號FRA)。
例如，在如圖12中所示輸入2-3降頻信號的情況中，與連續場相關的幀間相關性檢測電路54的確定結果是圖12D中的周期P1中所示的(「弱」、「弱」、「強」、「弱」、「弱」)的模式的重複。所以，降頻信號確定電路57檢測這個降頻模式。在2-2降頻信號的情況中，與連續場相關的幀間相關性檢測電路54的確定結果是(一直為「弱」)的模式。所以，降頻信號確定電路57檢測該降頻模式。
在2-3降頻信號的情況中，與連續場相關的場間相關性檢測電路56的確定結果是如圖12E中的時間周期P1中的(「弱」、「強」、「強」、「弱」、「強」)的降頻模式的重複。所以，降頻信號確定電路57檢測該降頻模式。
當上述的降頻模式的檢測結果在預定數目的場周期內繼續時，降頻信號確定電路57基於降頻模式確定輸入至該設備的場信號是否為降頻信號(諸如，2-3降頻信號或2-2降頻信號)。
如果輸入至該設備的場信號是降頻信號，則降頻信號確定電路57輸出表明和1-場延遲信號S2成對的場是當前場信號S1還是2-場延遲信號S3的對場選擇信號PFD。
返回參考圖8，第一選擇器48基於對場選擇信號PFD，選擇當前場信號S1和2-場延遲信號S3之一作為和1-場延遲信號S2成對的場，並向第二選擇器49輸出所選擇的信號作為對場信號PF。在降頻信號檢測信號PDD表明降頻信號的情況中，第二選擇器49選擇對場信號PF。否則，第二選擇器49選擇運動自適應內插信號MRC。第二選擇器19輸出所選擇的信號作為內插信號ICS。另外，在字幕區域檢測信號STD表示出字幕區域的情況中，選擇器49輸出運動自適應內插信號MRC作為內插信號ICS。
逐行掃描校準電路50順序排列(混合)內插信號ICS和作為直接信號的1-場延遲信號S2，並生成逐行掃描變換信號CPS。
在輸入視頻信號為降頻信號並且屏幕包括字幕區域的情況中，根據本發明實施例的逐行掃描設備40精確地檢測(例如)8×8像素的區域單元中的字幕區域，並基於不同於字幕區域的區域的視頻信號來檢測降頻信號。從而，可以改進降頻信號的檢測精度。
另外，根據本發明的實施例，通過將運動自適應內插信號MRC用作直接信號S2的內插信號，在該區域單元中精確地檢測降頻信號中的字幕區域，並生成僅與字幕區域相關的逐行掃描變換信號CPS。
例如，在從圖9C中的場F2插入字幕的情況中，如果執行現有技術的降頻內插處理，則將場F1和F2混合為降頻信號的第一幀。結果，將圖2A中所示的字符顯示在顯示屏上。將以條紋顯示字幕的字符的現象稱為「梳狀現象(combing phenomeno)」。
如上所述，在本發明中，在區域單元中檢測字幕區域，並僅將與字幕區域相關的場和用作直接信號S2的內插信號的運動自適應內插信號MRC混合。所以，即使在輸入視頻信號是降頻信號的情況下，也不會發生梳狀現象。在字幕區域中，降頻信號被忽略了，視頻信號的質量被稍微降低了。但是，具有降低的質量的區域僅限於字符輪廓附近的背景圖像(即，區域的寬度中)。另外，由於字幕區域通常出現在屏幕的端部(諸如，屏幕的下部或上部)，所以字符輪廓附近的背景圖像的劣化不會引起嚴重問題。
根據本發明的實施例，提高了降頻信號檢測中的精度，防止了字幕的梳狀現象，從而可以顯示清楚的視頻和字幕(字符串)。
接下來，說明降頻信號檢測電路47的另一實例。
圖13是示出降頻信號檢測電路47的第二實施例的結構的框圖。降頻信號檢測電路47除了包括圖11中所示的降頻信號檢測電路的結構之外，還包括字幕檢測設備10E。字幕檢測設備10E包括區域內動態範圍計算電路16′、比較器17′、比較器21′、區域內高亮度像素數目計數電路22′、比較器23′、AND電路27′、和OR電路28。字幕檢測設備10E的操作和字幕檢測設備10D的操作相同。
圖13中所示的根據本實施例的降頻信號檢測電路47不僅通過字幕檢測設備10E基於當前場信號S1執行字幕檢測，而且通過字幕檢測設備10E基於1-場延遲信號S2執行字幕檢測。字幕檢測設備10D和字幕檢測設備10E共用場間差分絕對值電路13、區域內積分電路14、以及比較器15。
在本發明中，在字幕存在於屏幕中的某區域中的當前場信號S1或1-場延遲信號S2中的情況下，相對於不包括該區域的區域執行降頻信號檢測。從而，在降頻信號檢測過程中，不僅可以避免當前場信號的字幕的影響，而且可以避免1-場延遲信號的字幕的影響。
可以根據需要，將組成本發明的上述實施例的塊構造為包括電子電路或軟體處理步驟的硬體。
儘管已經描述了本發明的某些實施例，但僅是通過實例來呈現出這些實施例，而不用於限制本發明的範圍。事實上，本文描述的新穎方法和系統可以以各種其他形式來體現；另外，在不脫離本發明的精神的條件下，可以對本文中描述的方法和系統的形式進行各種省略、替換、和修改。所附的權利要求及其等同物用於覆蓋將落入本發明的範圍和精神中的這些形式或修改。
權利要求
1.一種字幕檢測設備，其特徵在於，包括差分單元(13)，用於提供輸入視頻信號的當前場信號和延遲了至少一個場周期的所述當前場信號之間的場間差分；積分單元(14)，用於將屏幕劃分成多個區域，對包括在每個所述區域中的所述場間差分進行積分，以及提供區域內積分值；以及第一比較單元(15)，用於將來自所述積分單元(14)的所述區域內積分值和第一比較值進行比較，以檢測在所述多個區域中的至少一個中是否檢測到了字幕。
2.根據權利要求1所述的字幕檢測設備，其特徵在於，進一步包括動態範圍計算單元(16)，用於將所述屏幕劃分成多個區域，並計算每個所述區域中的亮度的動態範圍；第二比較單元(17)，用於將所述動態範圍計算單元(16)計算出的所述動態範圍和第二比較值進行比較，以及在所述區域的多個單元中提供動態範圍比較結果；以及運算單元(18)，用於執行作為通過比較所述區域內積分值和所述第一比較值產生的結果的積分值比較結果和所述動態範圍比較結果之間的邏輯運算，以及將所述邏輯運算的結果作為字幕區域檢測信號來提供。
3.根據權利要求2所述的字幕檢測設備，其特徵在於，進一步包括監控單元，連接至所述運算單元，所述監控單元用於在所述字幕區域檢測信號表明相對於預定數目的場連續檢測到了所述字幕區域時，將所述區域確定為字幕區域。
4.根據權利要求2所述的字幕檢測設備，其特徵在於，進一步包括計數單元(22)，用於將所述屏幕劃分成多個區域，以及對每個所述區域中的具有高亮度的像素的數目進行計數；以及第三比較單元(23)，連接至所述計數單元(22)，所述第三比較單元(23)用於將所述像素數目和預定閾值進行比較，並提供高亮度像素數目比較結果；以及運算單元(18)，用於執行所述積分值比較結果、所述動態範圍比較結果、以及所述高亮度像素數目比較結果之間的邏輯運算。
5.根據權利要求1所述的字幕檢測設備，其特徵在於，進一步包括第一濾波器(11)，用於去除所述當前場信號的高頻噪聲分量；以及第二濾波器(12)，用於去除所述延遲的當前場信號的高頻噪聲分量，將通過所述第一濾波器(11)去除其噪聲分量的所述當前場信號提供給所述差分單元(13)和所述動態區域計算單元(16)，並將通過所述第二濾波器(12)去除其噪聲分量的所述延遲的當前場信號提供給所述差分單元(13)。
6.根據權利要求2所述的字幕檢測設備，其特徵在於，進一步包括第一濾波器，用於去除所述當前場信號的高頻噪聲分量；以及第二濾波器，用於去除所述延遲的當前場信號的高頻噪聲分量，其中將通過所述第一濾波器去除其噪聲分量的所述當前場信號提供給所述差分單元(13)和所述動態範圍計算單元，並將通過所述第二濾波器去除其噪聲分量的所述延遲信號提供給所述差分單元(13)。
7.根據權利要求2所述的字幕檢測設備，其特徵在於，所述動態範圍計算單元(16A)將所述當前場中的所述區域中的最大亮度和最小亮度之間的差作為動態範圍來提供。
8.根據權利要求2所述的字幕檢測設備，其特徵在於，所述動態範圍計算單元(16B)將所述區域中的具有第一高亮度的像素到具有第n高亮度的像素的亮度平均值和所述區域中的具有第一低亮度的像素到具有第n低亮度的像素的亮度平均值之間的差作為動態範圍來提供。
9.一種降頻信號檢測設備，其特徵在於，包括第一差分單元(51)，用於提供輸入視頻信號的當前場信號和所述當前場信號的2-場延遲信號之間的幀間差分；第一積分單元(52)，連接至所述第一差分單元(51)，所述第一積分單元用於(i)將包括所述輸入視頻信號的屏幕劃分成多個區域；(ii)對包括在所述區域中的所述幀間差分進行積分；以及(iii)提供區域內第一積分值；字幕檢測單元(10)；幀間相關性檢測單元(54)，連接至所述字幕檢測單元(10)，所述幀間相關性檢測單元用於基於從所述字幕檢測單元(10)輸出的所述字幕區域檢測信號來檢測幀間相關性等級；場間相關性檢測單元(56)，連接至所述字幕檢測單元(10)，所述場間相關性檢測單元用於基於從所述字幕檢測單元(10)輸出的所述字幕區域檢測信號和來自所述第二積分單元(14)的所述第二積分值來檢測場間相關性等級；以及確定單元(57)，連接至所述幀間相關性檢測單元(54)和所述場間相關性檢測單元，所述確定單元用於確定所述輸入視頻信號是否為降頻信號。
10.根據權利要求9所述的降頻信號檢測設備，其特徵在於，所述字幕檢測單元包括(a)第二差分單元(13)，用於提供所述輸入視頻信號的所述當前場信號(S1)和所述當前場信號的延遲信號(S2)之間的場間差分；(b)第二積分單元(14)，用於將所述屏幕劃分成多個區域，對包括在每個所述區域中的所述場間差分進行積分，以及提供區域內第二積分值；(c)第一比較單元(15)，用於將來自所述第二積分單元(14)的所述區域間第二積分值和第一比較值進行比較，並提供積分值比較結果；(d)動態範圍計算單元(16)，用於將包括所述當前場信號的屏幕劃分成多個區域，以及計算每個所述區域中的亮度的動態範圍；(e)第二比較單元(17)，用於將所述動態範圍比較單元(16)計算出的所述動態範圍和第二比較值進行比較，並提供動態範圍比較結果；以及(f)第一運算單元(27)，用於執行所述第一比較單元(15)的所述積分值比較結果和所述動態範圍比較結果之間的邏輯運算，以及將所述邏輯運算的結果作為字幕區域檢測信號來提供。
11.根據權利要求10所述的降頻信號檢測設備，其特徵在於，所述字幕檢測單元(10B)包括多場監控單元(19)，用於在所述字幕區域檢測信號表明相對於預定數目的場連續檢測到了所述字幕區域的情況下，將所述區域確定為字幕區域。
12.根據權利要求10所述的降頻信號檢測設備，其特徵在於，所述字幕檢測單元(10D)進一步包括計數單元(22)，用於將所述屏幕劃分成多個區域，並對每個所述區域中的具有高亮度的像素的數目進行計數；以及第三比較單元(23)，用於將所述計數單元(22)所計的所述像素數目和預定閾值進行比較，以及提供高亮度像素數目比較結果；第一運算單元(27)，用於執行所述第一比較單元(15)的所述積分值比較結果、所述動態範圍比較結果、以及所述高亮度像素數目比較結果之間的邏輯運算。
13.根據權利要求12所述的降頻信號檢測設備，其特徵在於，所述字幕檢測單元(10E)進一步包括第二動態範圍計算單元(16′)，用於將包括所述延遲信號(S2)的屏幕劃分成多個區域，以及計算每個所述區域中的亮度的動態範圍；第三比較單元(17′)，用於將所述第二動態範圍計算單元(16′)計算出的所述動態範圍和第三比較值進行比較，並提供第二動態範圍比較結果；第二運算單元(27′)，用於執行所述第一比較單元(15)的所述積分值比較結果和所述第二動態範圍比較結果之間的邏輯運算，並提供所述邏輯運算的結果；以及第三運算單元(28)，用於執行所述第一運算單元(27)的所述邏輯運算的結果和所述第二運算單元(27′)的所述邏輯運算的結果之間的邏輯運算，並將所述邏輯運算的結果作為字幕區域檢測信號來提供。
14.一種字幕檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟生成輸入視頻信號的當前場信號和所述當前場信號的延遲信號之間的場間差分(13)；將包括所述輸入視頻信號的屏幕劃分成多個區域，對包括在每個所述區域中的所述場間差分進行積分，並提供區域內積分值(14)；將所述區域內積分值和第一比較值進行比較，並提供積分值比較結果(15)；將所述屏幕劃分成多個區域，並計算每個所述區域中的亮度的動態範圍(16)；將所述動態範圍和第二比較值進行比較，並提供動態範圍比較結果(17)；以及執行所述積分值比較結果和所述動態範圍比較結果之間的邏輯運算以產生結果，並將所述結果作為字幕區域檢測信號來提供(18)。
15.根據權利要求14所述的字幕檢測方法，其特徵在於，進一步包括以下步驟在所述字幕區域檢測信號表明相對於預定數目的場連續檢測到了所述字幕區域的情況下，將所述區域確定為字幕區域(19)。
16.根據權利要求14所述的字幕檢測方法，其特徵在於，進一步包括以下步驟將所述屏幕劃分成多個區域，並對每個所述區域中的具有高亮度的像素的數目進行計數(22)；以及將所述具有高亮度的像素的數目和預定閾值進行比較，並提供高亮度像素數目比較結果(23)，其中，在所述積分值比較結果、所述動態範圍比較結果、以及所述高亮度像素數目比較結果之間執行所述邏輯運算。
全文摘要
積分電路(14)將包括輸入視頻信號的屏幕劃分成多個區域，對包括在每個區域中的場間差分的絕對值進行積分，並提供區域內積分值(SDA)。動態範圍計算電路(16)將屏幕劃分成多個區域，並計算每個區域中的亮度的動態範圍(SDR)。在區域內積分值(SDA)大於比較閾值(FDT)、以及每個區域中的亮度的動態範圍(SDR)大於比較閾值(DCT)的情況下，將該區域確定為字幕區域。
文檔編號H04N5/278GK101043609SQ200710086639
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月23日 優先權日2006年3月24日
發明者山內日美生 申請人:株式會社東芝