CN1075314C - 视频信号图象信息检测装置 - Google Patents

Abstract

即使输入的视频信号的帧的宽高比与屏幕的宽高比不同，在屏幕上除去了上端和下端或右端和左端的黑带的图象区域内，仍能检测出最佳图象信息。

视频信号图象信息检测装置包括：图象区域信号输出电路，该电路从视频输入信号中检测出排除黑带部分的图象区域，并输出图象区域信号来标明作图象信息检测的图象区域；图象信息检测电路，用以在由图象区域信号标明的区域中，从视频输入信号中检测出图象信息；图象质量补偿电路，它利用检测得的图象信息对视频输入信号加以补偿，并输出层次经过补偿的视频信号；以及EDTV2鉴别电路，用以鉴别视频输入信号是否为EDTV2信号。

Description

视频信号图象信息检测装置

本发明涉及用于改善电视图象质量的视频信号图象信息检测装置。

近年来，随着彩色电视机的屏幕尺寸越来越大，为了防止图象抑制和黑色电平浮动，改进图象的层次并获得更高的图象质量，各种图象质量补偿装置被认为是很重要的。

图1示出一种现有技术的视频信号图象质量补偿装置--黑色电平补偿电路的输入-输出特性。这里，输入信号是亮度信号，横轴代表黑色电平补偿电路的输入信号电平，而纵轴代表电路的输出信号电平。A点是输入信号亮度电平的最小值，曲线B是不加补偿的输入-输出特性，而曲线C是加补偿的输入-输出特性。

如果象曲线B所表明的那样不加黑色电平补偿，则一幅最小亮度电平在A点的图象看起来如同一幅黑色电平浮动的图象。为了改进图象的层次，输出信号的最小亮度电平应降低至接近消隐脉冲电平，由于有黑色电平补偿，该消隐脉冲电平没有电平漂移。用图1加以解释，使不加补偿的特性曲线B的斜度变陡并进行补偿，以致最小亮度电平接近消隐脉冲电平。

这样，通过在黑色电平补偿电路中对亮度信号进行处理，就能防止黑色电平的浮动并能改进黑色部分的层次。应该这样来控制补偿电路，使得平均图象的电平越高，则补偿的作用越强。

然而，在上面描述的电路中，在如图2所示的情况那样，把诸如一高清晰度电视信号显示在宽度比(aspect ratio)为4∶3的屏幕上，对于这种视频信号来说，实质图象区域帧的宽高比要大于屏幕的宽高比，除实质图象区域之外的信号电平是黑色电平，并在屏幕的上部和下部有水平黑带，或者如图3所示的情况那样，把实质图象区域的帧的宽高比为4∶3并在屏幕的右部和左部有垂直黑带的视频信号显示在宽高比为16∶9的屏幕上，有时会发生误操作。

误操作的原因在于，用于黑色电平补偿和平均图象电平(APL)检测必需作的诸如最小亮度电平检测等图象信息检测应该在如图2和3中以P表示的图象实际存在的区域内进行，然而该检测在图象区域P之外的上部和下部或者右部和左部也进行了。

例如，有时最小亮度检测电路不总是检测视频信号的最小亮度电平，而是检测了黑带中的亮度电平，或者有时APL检测电压是比实质检测电压还要低的电压。这样，上面描述的电路存在着这样一个问题，即由于检测电路的误操作，使得黑色电平补偿不能正常起作用。

本发明为视频信号提供了一种图象信息检测装置，即使输入了其帧的宽高比与屏幕的宽高比不同的视频信号，该装置仍能正常地检测图象信息。

本发明的视频信号图象信息检测装置包括图象区域信号输出电路、第二代扩展清晰度电视(以后称为EDTV2)系统鉴别电路、图象信息检测电路以及图象质量补偿电路。

从视频输入信号中排除屏幕上部和下部或者右部和左部的黑带部分的实质图象区域的信号由图象区域信号输出电路输出，而对图象质量作补偿所必需的诸如最小亮度电平等图象信息是在由图象区域信号所指定的区域里，由图象信息检测电路从视频输入信号中检测出来。利用这种检测得的数据，在图象质量补偿电路中对视频输入信号作补偿，以获得最佳的图象质量，然后输出层次经过补偿的视频信号。

用另一种方式，如果在EDTV2鉴别电路中对包含或不包含EDTV2鉴别信号的视频输入信号进行检测，并且如果检测得鉴别信号，则从图象区域信号输出电路输出帧的宽高比固定为16∶9的图象区域信号，在所指明的区域中，由图象信息检测电路从视频输入信号中检测图象信息，利用这种检测得的数据，对视频输入信号作补偿，然后输出补偿过层次的视频信号。

这样，实现了视频信号图象信息检测装置，即使输入的视频信号的帧的宽高比与屏幕的宽高比不同，仍能检测出正常的图象信息。

图1示出黑色电平补偿电路的输入-输出特性，该电路是一种按照现有技术的视频信号图象质量补偿装置。

图2是当把水平方向长的图象显示在宽高比为4∶3的屏幕上时的示意图。

图3是当把宽高比为4∶3的图象显示在宽高比为16∶9的屏幕上的示意图。

图4是按照本发明的第一个实施例的视频信号图象信息检测装置的方框图。

图5是按照本发明的第二个实施例的视频信号图象信息检测装置的方框图。

图6是当视频信号的帧的宽高比与屏幕的宽高比不同时的示意图。

图7是按照本发明的第三个实施例的视频信号图象信息检测装置的方框图。

图8是容易在图象区域检测时产生误操作的一种景色的设想图(夜空中的月亮)。

                 (第一个实施例)

图4是按照本发明的第一个实施例的视频信号图象信息检测装置的方框图。

为了检测图象质量补偿所需的图象信息，必需标明检测图象信息的区域。因此，在图象区域信号输出电路1中要预先标明能在整个屏幕上被检测的水平和垂直位置。根据已标明的位置，输出图象区域信号b，该信号确定了图象信息检测的区域。在图象信息检测电路2中，在图象区域内，从频视输出信号a中检测出图象信息，并把检测得的数据作为图象信息检测数据c输出。图象质量补偿电路3利用图象信息检测数据c把视频输入信号a补偿到最佳图象质量，并作为视频输出信号d输出。

这样，按照第一个实施例，能够实现一种视频信号图象信息检测装置，利用从图象信息检测电路输出的，在所标明的区域内检测得的数据来检测图象信息以及在图象质量补偿电路中对视频输入信号作补偿，该装置能够检测出最佳图象信息。

                  (第二个实施例)

图5是按照本发明的第二个实施例的视频信号图象信息检测装置的方框图。

图象区域信号输出电路1从视频输入信号a检测出不包括黑带部分的图象区域，并作为图象区域信号b输出。图象信息检测电路2在由图象区域信号b标明的区域中从视频输入信号a中检测出图象信息，并输出图象信息检测数据c。图象质量补偿电路3利用图象信息检测数据c把视频输入信号a补偿到最佳图象质量，并输出视频输出信号d。

图6是当显示一幅宽高比与屏幕的宽高比不同的图象时，该图象的示意图。

当输入的视频信号的帧的宽高比与屏幕的宽高比相同时，图象的宽度和高度与屏幕的宽度和高度恰好重合，而整个屏幕范围被图象覆盖。在这种情形中，在整个屏幕区域内检测视频输入的图象信息。然而，如果输入了帧的宽高比与屏幕的宽高比不相同的视频信号，实际图象只存在于由P2所标明的区域之内，而在图6中P2以外的打斜线的区域中没有图象(视频信号电平与消隐脉冲电平一致)。

如果在区域P1内检测图象信息，则整个打斜线的区域被鉴别(检测)为黑色。例如，当从视频输入信号中检测出最小亮度电平时，如果打斜线区域的亮度电平低于图6中图象区域P2的图象最小亮度电平，则打斜线区域的亮度电平有时会作为图象的最小亮度电平而被检测，或者当检测视频输入信号的平均图象电平(以后称为APL)时，有时会把打斜线的区域检测为图象的黑色部分。结果，检测得的APL要比图象区域P2的正确的APL低。因此，在打斜线区域期间，必须停止图象信息检测。

因此，用下述方法对视频输入信号a的亮度电平作鉴别。如果在图象的上部、下部、右部和左部有连续的黑色区域，就把它鉴别为与图6中打斜线区域相应的部分，而在图象区域信号输出电路1中检测出把打斜线区域除外的实际图象区域P2的水平和垂直位置。

每当图象区域P2改变时，就检测其水平和垂直位置，并且总是只对视频输入信号中的图象区域进行检测，再把检测得的信号从图象区域信号输出电路1作为图象区域信号b输出。

在图象信息检测电路2中，仅在有图象区域信号b的期间才进行检测，而在图象区域P2之外的期间不执行图象信息检测。把在这里得到的检测得的数据作为图象信息检测数据c输出，并根据检测得的数据c在图象质量补偿电路3中把视频输入信号a补偿到最佳图象质量，并输出经过补偿的视频信号d。

这样，按照第二个实施例，能够实现一种视频信号图象信息检测装置，通过利用在图象区域信号输出电路中获得的与图象相应的图象区域信号来检测图象信息以及通过在图象质量补偿电路中对视频输入信号作补偿，即使当输入帧的宽高比不同于屏幕宽高比的视频信号时，该装置仍能检测出最佳图象信息。

                  (第三个实施例)

图7是按照本发明的第三个实施例的视频信号图象信息检测装置的方框图。图8是在图象区域检测时容易给出误操作的一幅景色的示意图。

EDTV2鉴别电路4鉴别视频输入信号是否为EDTV2信号，而将结果作为EDTV2鉴别信号h输出。如果视频输入信号由EDTV2鉴别信号h鉴别为EDTV2信号，则图象区域信号输出电路1把在其中检测图象信息的图象区域的宽高比固定为16∶9，并输出图象区域信号b。图象信息检测电路2从视频输入信号a中在由图象区域信号b所指明区域内检测图象信息，并输出图象信息检测数据c。图象质量补偿电路3利用图象信息检测数据c把视频输入信号a补偿到最佳图象质量，并输出视频输出信号d。

与第一个和第二个实施例相类似，图象区域信号输出电路1输出图象区域信号b，但对于某些图象，它会产生图象区域误操作，而图象区域信号输出电路1有时会输出具有与实际图象区域不同的图象区域的区域信号。

当视频输入信号的帧的宽高比与屏幕的宽高比一致时，例如在一幅诸如夜空中的月亮的景色中，虽然并没有与图6所示的打斜线区域相应的区域，但示于图8中的围绕月亮的打交叉线的区域仍被误判为打斜线的区域。因此，有时图象区域信号输出电路1会输出错误的图象区域信号。然而，当预先知道视频输入信号的帧的宽高比时，采取使图象区域信号b与视频输入信号具有相同的帧的宽高比的做法，就能防止这种误操作。

这里，在不同的电视信号标准中有一种EDTV2信号，该信号的实质图象信息区域的宽高比是恒定的，而图象区域之外区域的信号电平是黑色电平。EDTV2信号的帧的宽高比确定为16∶9，并在EDTV2信号的第22和第285个水平扫描期插入EDTV2鉴别控制信号。

把这个控制信号解码，能够检测得EDTV2鉴别数据信号。由EDTV2鉴别数据信号能够鉴别出信号是否为EDTV2信号。

示于图7的EDTV2鉴别电路4从视频输入信号a中检测出EDTV2鉴别数据信号h，并鉴别它是否为EDTV2信号，并输出EDTV2鉴别数据信号。

如果视频输入信号经鉴别为EDTV2信号，则图象区域信号输出电路1输出帧的宽高比固定为16∶9的图象区域信号b，并防止由于特殊的图象景色而造成的图象区域检测的误操作。当输入信号不是EDTV2信号时，图象区域信号输出电路1、图象信息检测电路2以及图象质量补偿电路3以与在第一和第二实施例中类似的方式工作。

这样，按照第三个实施例，能够实现一种视频信号图象信息检测装置，如果视频输入信号在EDTV2鉴别电路中被鉴别为EDTV2信号，则藉助于由图象区域信号输出电路输出帧的宽高比为16∶9的图象区域信号，用图象区域信号来检测图象信息，在图象质量补偿电路中对视频输入信号作补偿以及输出经过补偿的视频信号，该装置能够防止图象区域检测的误操作并且总能稳定地检测出图象信息。

代替第一、第二和第三实施例中的视频信号的输入信号还可以是亮度信号、色度信号、色差信号或基色信号。类似地，诸如白色峰值检测或直方图检测等任何一种检测图象信息的方法都能用作图象信息检测来代替最小亮度级检测或APL检测。

按照本发明，通过把图象区域信号输出电路、图象信息检测电路、EDTV2鉴别电路和图象质量补偿电路组合起来，可以实现这样一种视频信号图象信息检测装置，即使视频输入信号的帧的宽高比与屏幕的宽高比不同，该装置仍能检测出最佳图象信息。

可以用其他特定的形式来实现本发明而不违背它的精神或基本特性。因此，从各方面来看，应该把所给的实施例看成是描述性的而不是限制性的，本发明的范围将由所附的权利要求而不是由前面的描述来指明，因而在与权利要求等价的意义和范围内，所有的变化都被包括在内。

Claims (4)

1．一种用于调节视频输入信号之图象质量的设备，其特征在于，包括：

图象区域信号输出电路装置(1)，用于输出一信号，标识所述视频输入信号的图象区域；

图象信息检测电路装置(2)，用于从所述图象区域信号所标识的所述视频输入信号的所述图象区域中，检测出补偿图象质量所必需的图象信息；和

图象质量补偿电路装置(3)，它根据所述检测到的图象信息，补偿所述视频输入信号，以优化图象质量。

2．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象区域信号输出电路装置(1)用指定先前标定的水平和垂直屏幕位置的数据，来标识所述图象区域，从而对所述图象信息的标识与视频输入信号的宽高比无关。

3．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图象区域信号输出电路装置(1)检测水平和垂直位置数据，这些数据使得能够从宽高比不同于一特定屏幕之宽高比的视频输入信号中检测出图象信息，从而即使视频输入信号的宽高比不同于屏幕的宽高比，也能检测出最佳图象信息。

4．如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

第二代扩展清晰度电视鉴别电路装置(4)，用于鉴别视频输入信号是否为具有第二代扩展清晰度电视标准且宽高比为16∶9的视频信号；

当视频输入信号被判定为第二代扩展清晰度电流信号时，所述图象区域信号输出一图象区域信号，该图象区域信号固定了用于检测图象信息的水平和垂直位置，使宽高比为16∶9，从而当输入宽高比为16∶9的第二代扩展清晰度电视信号时，可以检测到最佳图象信息。

Images