CN1115938A - 图像类型识别装置以及采用该装置的宽高比自动识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将输入图像信号的亮度信号电平每一行以规定时间单位形成直方图，根据该直方图的形状，识别电视接收机输入的图像信号和磁带录像机等的记录媒体输出的图像信号其所含信息图像类型的图像类型识别装置，以及按所设定的多种图像类型，将由输入图像信号得到的直方图归类于这当中某一类型，根据其变化点自动识别宽高比的宽高比自动识别装置，还涉及装有该宽高比自动识别装置，自动进行与输入图像信号相适应的最佳显示的电视接收机。

Description

图像类型识别装置以及采用该装置的 宽高比自动识别装置
本发明涉及一种对于输入至电视接收机的视频信号和磁带录像机等的记录媒体输出的视频信号，识别其中所含信息图像类型的图像类型识别装置，以及根据这种图像类型自动识别宽高比的宽高比自动识别装置，还涉及装有该宽高比自动识别装置，自动进行与输入视频信号相适应的最佳显示的电视接收机。
近年，宽屏幕电视接收机、HIVISION高清晰度电视接收机等宽高比为16∶9的显示器正在普及。为了有效利用这种16∶9的显示器，需要判断图像信号的宽高比，切换显示范围。因此，切换显示范围用的宽高比识别装置正受到重视。
图1示出的是现有技术例的宽高比识别装置方框图。图中17为遥控器，存储用户判断好的宽高比，将信息发送给微机。微机18则根据遥控器17所发送的信息，输出有关图像起始位置、垂直扩展率的信号。
下面用图2说明上述结构宽高比识别装置的动作。
首先，用户观看屏幕上显示的图像，判断是4∶3的图像，还是电影图像(5∶3)或宽屏幕图像(16∶9)。电影图像时，如图2(a)所示，通过揿遥控器17的“电影”键，向微机18发送信息，在垂直方向上放大图像。宽屏幕图像时，与电影图像时相同，如图2(b)所示，通过按动遥控器17的“宽屏幕”按键，向微机18发送信息，从而在垂直方向上放大图像。
然而，上述那种构成存在的问题是用户必须自己判断宽高比，对电视接收机的操作复杂。
本发明鉴于以上问题，提供一种电视接收机自动识别图像信号宽高比，改善用户操作性的宽高比自动识别装置。
为了达到上述目的，本发明提供一种图像类型识别装置，该装置具有：在输入图像信号每一抽样用第一规定时间单位内检测亮度信号电平，生成表示各亮度电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；对该直方图生成装置输出的每一行扫描线这种第二规定时间的直方图形状作比较，从而将每一这种第二规定时间的各亮度电平发生次数分布归类于多种图像类型的比较装置；由该比较装置的输出检测黑区图像变化至影像这类图像类型变化点的边缘检测装置；产生定时信号，用来特定该边缘检测装置检测出的、至不同图像类型的变化点在输入图像信号中时间位置的计数器；所述边缘检测装置检测出第一图像类型变化之后到检测出下一图像类型变化即第二变化，持续了规定时间时，便产生所述第一变化点在图像信号中位置的信号的时间滤波器；可以根据该时间滤波器的输出，获得输入图像信号所含信息的图像类型、该图像类型的变化点、以及包含该变化点与输入图像信号之间时间位置的信号。
本发明还提供一种宽高比自动识别装置，设有根据上述图像类型识别装置的输出，自动求出1帧或1场为单位的画面中影像所占的比例，以及根据图像类型变化点的位置，自动求出该影像宽高比的装置。
本发明还提供一种电视接收机，装有上述宽高比自动识别装置，根据其输出，自动进行相应于输入图像信号中信息的最佳显示，包括用来显示在阴极射线管CRT、液晶显示板等显示装置上的宽高比变换，垂直位置移动，字幕移动处理等。
本发明按照上述构成，将输入图像信号的亮度信号电平每一行按规定时间单位形成直方图，根据该直方图的形状求出图像信号所含信息的类型。将上述类型分类设为多种图像类型，将由输入图像信号得到的直方图归于这当中某一种图像类型。此图像类型划分成能够识别输入图像信号送来的信息是指哪种宽高比的影像，因而可以根据其变化点自动求出宽高比。
具体来说，亮度信号Y每一行生成按限幅电平S和T划分的三条直方图，将所得直方图输入比较电路，来判断该行图像类型是黑区，还是影像，还是字幕，再由边缘控制电路检测出从黑区变化到影像、影像变化到黑区、字幕变化到黑区的行，并由时间滤波器判断从黑区变化到影像、影像变化到黑区的行在时间上是否稳定，因而能够检出影像信号起始位置、影像信号终止位置和字幕终止位置。这样，求出影像宽高比，按照显示装置的显示屏幕宽高比扩大显示，就可获得最佳影像显示。
图1为现有例的宽高比识别装置方框图。
图2(a)为电影图像(5∶3)具体例示意图；图2(b)为宽屏幕图像(16∶9)具体例示意图。
图3为本发明第1实施例的宽高比自动识别装置方框图。
图4(a)为黑区直方图；图4(b)为影像直方图；图4(c)为字幕直方图。
图5(a)为4∶3图像具体例示意图；图5(b)为遮幅宽屏幕(信箱式)图像(无字幕)具体例示意图；图5(c)为遮幅宽屏幕(信箱式)图像(有字幕)具体例示意图。
图6为本发明第1实施例的时间滤波器方框图。
图7为本发明第1实施例的时间滤波器时间图。
图8为本发明第2实施例的宽高比自动识别装置方框图。
图9为本发明第3实施例的宽高比自动识别装置方框图。
图10为说明第3、第4实施例用的图像信号具体例示意图。
图11为本发明第4实施例的宽高比自动识别装置方框图。
图12为本发明第5实施例的宽高比自动识别装置方框图。
图13(a)表示影像起始位置m与影像终止位置n的定义范围；图13(b)表示规定值α、β、γ、δ与各边界位置m、n、l的关系。
图14(a)表示检测出多个m、n时的具体例；图14(b)表示不满足m定义范围限制时的具体例。
图15为本发明第6实施例的宽高比自动识别装置。
图16为本发明第6实施例的垂直滤波器方框图。
图17为本发明第6实施例的编码器的编码方案。
图18为本发明第6实施例的时间滤波器时间图。
图19为本发明第7实施例的宽高比自动识别装置方框图。
图20为本发明第8实施例的电视接收机方框图。
图21(a)为本发明第8实施例的16∶9宽高比显示屏上的遮幅宽屏幕(信箱式)图像的显示例；图21(b)为本发明第8实施例遮幅宽屏幕(信箱式)图像的影像部分放大显示例。
实施例1
根据图3、图4、图5、图6和图7，对本发明第1实施例的宽高比自动识别装置进行说明。
图3为本发明第1实施例的宽高比自动识别装置的方框图。1为比较电路，亮度信号Y小于某限幅电平S，则输出表示Y＜S的信号Q1，Y大于某限幅电平T，则输出表示Y＞T的信号Q3，而其他情况下，输出表示S≤Y≤T的信号Q2。这里，限幅电平S例如设定成图像信号的黑电平，限幅电平T设定为图像信号的白电平。2、3、4为计数器，分别对信号Q1、Q2和Q3进行计数。
6为比较电路，计数器2的输出N1大于某常数A时，使信号CP1为H电平；计数器2的输出N1比某常数B大，且计数器3的输出N2比某常数C小，计数器4的输出N3比某常数D大时，使信号CP3为H电平；其他情况下，使信号CP2为H电平。至于某常数A、B、C、D，例如亮度信号Y的抽样点总数为256时，常数A、B、C、D分别设定为250、128、100和5这种值。
7是每场从0开始计数，并且让时钟输入包含水平同步信号的计数器。
8为边缘检测电路，监视电路6的3个输出电平，当作为H电平输出的信号从信号CP1变为信号CP2时，计数器7的输出值就作为信号m输出，作为H电平输出的信号从信号CP2变为信号CP1时，计数器7的输出值就作为信号n输出，作为H电平输出的信号从信号CP3变为CP1时，计数器7的输出值就作为信号l输出。信号m、n、l所输出的分别是诸如58、226、240这种值。
9为时间滤波器，在某一规定时间以上期间信号m、信号n无变化，就将信号m、信号n本身作为信号M、信号N输出，其他情况下，则将滤波器内部所保持值信号m′、信号n′作为信号M、信号N输出，而不管输入值为多少。
下面用图4、图5、图6和图7说明上文所述构成的本发明第1实施例宽高比自动识别装置的动作。
首先，比较电路1根据宽度信号Y的电平，将输入亮度信号Y归为Y＜S、S≤Y≤T和T＞T等三类。计数器2、3、4分别按每一行对各个输出进行累加，生成图4所示的3条直方图。接着，比较电路6将计数器2、3、4所得出的直方图归为黑区直方图(CP1)、影像直方图(CP2)和字幕直方图(CP3)三类。也就是说采用以下办法，当1行期间亮度信号Y集中于黑电平时，则分布集中于直方图中表示Y＜S的部分，可得图4(a)所示的直方图(CP1)；一般图像信号时，亮度信号Y分布在直方图中Y＜S、S≤Y≤T和Y＞T三处，可得图4(b)所示的直方图(CP2)；1行期间亮度信号Y集中于黑电平和白电平时，直方图的分布集中于Y＞S和Y＞T部分，可得图4(c)所示的直方图(CP3)。
利用上述归类数据，就可以在黑区直方圆(CP1)变为影像直方图(CP2)时输出计数器7的值，获得表示遮幅宽屏幕信号影像顶部位置E的信号m(以下记作行m)，也可以在影像直方图(CP2)变为黑区直方图(CP1)时输出计数器7的值，获得表示遮幅宽屏幕信号影像底部位置F的信号n(以下记作行n)，还可以在字幕直方图(CP3)变为黑区直方图(CP1)时输出计数器7的值，获得表示遮幅宽屏幕信号字幕底部位置G的信号l(以下记作行l)，由边缘检测电路8检测上述m、n、l各信号，如图5所示。
接下来将检测出的行m、行n输入到时间滤波器9。图6示出的是该时间滤波器9的一实施例。输入I为行m、n中的一例，最初由触发器19按每一场进行锁存。符合检测电路20对输入I和触发器19的输出进行比较，二者符合时输出H电平，否则输出L电平。触发器21、22和23分别使符合检测电路20的输出延迟1场、2场和3场。
“与”电路24对符合检测电路20和触发器21、22、23和输出取和，仅当这些输出全为H电平时该“与”电路的输出为H电平。“与”电路24的输出作为触发器25的加载/保持脉冲，仅当该输出为H电平时，触发器19的输出才锁存进触发器25。
图7为图6所示时间滤波器9的时间图。如图7所示，图6为5场时间滤波器，仅当输入数据中连续存在5场以上相同数据时，输出O才发生变化。
这样，图像类型识别完毕，不仅可识别是遮幅宽屏幕信号，而且可以求出影像部分的位置和大小。
接着，通过检测遮幅宽屏幕信号的影像顶部位置E、影像底部位置F，来识别宽高比，而且就以下动作而言，通常可行的最佳影像显示方法是想在垂直方向上放大图像时，可以计算出影像起始位置，以及一般影像显示范围为220行时的垂直放大率〔220/(m－n)〕。例如，影像顶部位置m为58，底部位置n为226，垂直方向放大影像的时候，影像起始位置为58行，这时的垂直放大率则是220/(226－58)＝1.31倍。这里，E、F表示几何位置，m、n则表示电子学位置，即第几行扫描线。
实施例2
下面用图8说明本发明第2实施例的宽高比自动识别装置。该实施例的目的在于通过检测色信号，来提高遮幅宽屏幕信号影像顶部位置E、影像底部位置F和字幕底部位置G的检测精度。
图8示出第2实施例宽高比自动识别装置的方框图。与第1实施例不同之处在于设有色信号检测电路10，将其输出作为比较电路1的输入，具体来说就是检测出色信号时的动作有所不同。
色信号检测电路10检测出色信号时，比较电路1即便是在亮度信号Y与某种限幅电平S、T的关系为Y＜S或Y＞T时，也当作S≤Y≤T，计数器3输出信号Q2。未检测到色信号，比较电路1就与第1实施例一样动作。其原因在于直方图的三种分布Y＜S、S≤Y≤T、Y＞T当中，Y＜S表示亮度信号处于黑电平，Y＞T则表示亮度信号处于白电平。
遮幅宽屏幕信号的上下遮幅均为黑区，遮幅插有字幕时，几乎都是用白色来显示该字幕的。因此，检测出色信号时，该信号既不是遮幅宽屏幕信号的遮幅也不是字幕，而应判定是影像。
本实施例的宽高比自动识别装置，在直方图分布当中，当Y＜S(信号Q1)部分大于某常数A时判断为黑区(遮幅部分)，当Y＜S(信号Q1)部分大于某常数B，且S≤Y≤T(信号Q2)部分小于某常数C，Y＞T(信号Q3)部分又大于某常数D时，判断为字幕。因此，检测出色信号时，亮度信号Y与某限幅电平S、T的关系即使满足Y＜S、Y＞T，也还是当S≤Y≤T部分(影像部分)计入直方图计数，因而能够提高比较电路6检测黑区直方图和字幕直方图的检测精度。
象这样按照第2实施例，就能以较高精度来检测遮幅宽屏幕信号的影像顶部位置E、影像底部位置F和字幕底部位置G。
实施例3
下面利用图9、图10说明本发明第3实施例的宽高比自动识别装置。
图9示出本发明第3实施例宽高比自动识别装置的方框图。
第3实施例的目的在于检测图像信号整体的暗度，以防止错误检测影像顶部和底部位置。与第1实施例不同之处在于设有将计数器2的输出与常数R作比较的比较电路11、将比较电路11的输出作为输入的计数器12、将计数器12的输出与规定值V作比较的比较电路13，比较电路13的输出CP4为H电平时的动作也不同。
比较电路11将计数器2的输出N1与某个常数R进行比较，若N1＞R，则输出H电平，若N1≤R，则输出L电平。这种情况表示常数R与直方图三种分布中的Y(亮度信号)＜S(限幅电平)部分的状态作比较，N1＞R时输出H电平，判断该行暗。1行抽样点总数为256时，常数R例如输入200。
接下来以水平同步信号作为时钟输入的计数器12对比较电路11的输出计数。计数器12的累加值K表示1场中判断出有几行是暗的。接着，比较电路13将上述累加值K与某个规定值V比较，K＞V的话，比较电路13的输出CP4的H电平，K≤V的话，CP4为L电平。
规定值V是当判断1场中有若干行以上为暗时，就决定是否判断图像信号整体为暗的值。例如，规定值V输入的值为128。
比较电路13的输出为H电平时，时间滤波器9不论边缘检测电路8的输出如何，再次输出前面刚输出的值M、N。比较电路13的输出为L电平时，时间滤波器9进行与实施例1相同的动作。对于1场图像信号整体较暗时，错误检出影像顶部位置m和影像底部位置n的可能性较大这一事实，上述办法是种对策。
通过上述动作，遮幅宽屏幕信号的图像部分如10那样较暗时，防止测出不正确的影像顶部位置E′、影像底部位置F′，在时间滤波器9中保持在此之前测出的正确影像顶部位置的表示信号M、正确影像底部位置的表示信号N，并将它们输出到外部。
象这样按照实施例3，就可以防止图像信号整体为暗时宽高比自动识别装置发生误检。
第3实施例以第1实施例为基础作说明，但该实施例当然也能用于第2实施例。
实施例4
第4实施例的目与第3实施例相同，也是通过检测出图像信号整体的暗度，防止误检出影像顶部位置和影像底部位置。
图11为本发明第4实施例宽高比自动识别装置的方框图。与第1实施例不同之处是设置以亮度信号Y为输入，检测1场图像信号整体平均亮度电平的APL检测电路14，以及将APL检测电路14的输出电平N4与某规定值W比较的比较电路15，比较电路15的输出CP5为H电平时的动作也不同。
APL检测电路14测出1场图像信号的平均亮度电平。接着，比较电路15将APL检测电路14的输出N4与某规定值W作比较。若N4＜W，则比较电路15的输出CP5为H电平，若N4≥W，则CP5为L电平。即1场图像信号的平均亮度电平N4小于某规定值W时，判断图像信号整体为暗，比较电路15的输出CP5为H电平。N4在W以上时，判断图像信号为明亮，比较电路15的输出CP5为L电平。APL检测电路14的输出N4按8位输出时，规定值W则输入例如100这类值。
比较电路15的输出为H电平时，时间滤波器9不论边缘检测电路8的输出如何，再次输出前面刚输出的表示影像顶部位置E、影像底部位置F(图10)的值。比较电路15的输出为L电平时，时间滤波器9进行与第1实施例相同的动作。对于1场图像信号整体为暗时，误检测影像顶部位置E′、影像底部位置F′(图10)的可能性较大这一事实，上述办法是种对策。
通过上述动作，遮幅宽屏幕图像信号的影像部分如图10那样为暗时，防止测出不正确影像顶部位置E′、影像底部位置F′，保持在此之前测出的正确影像顶部、底部位置E、F所对应信号，向外部输出。
象这样按照第4实施例，就可以防止图像信号整体为暗时宽高比自动检测装置发生误检。与第3实施例不同之处在于以检测图像信号整体暗度的方法为特征。
本实施例以第1实施例为基础进行说明，当然，也可用于第2实施例。
实施例5
第5实施例的目的是对遮幅宽屏幕信号的影像顶部、底部位置和字幕底部位置分别规定其存在范围，来防止错误检测出影像顶部、底部位置和字幕底部位置。
图12示出本发明第5实施例宽高比自动识别装置的方框图。与第1实施例不同之处是设置以边缘检测电路8的输出m、n、l和某规定值α、β、γ、δ为输入的验证电路16，验证电路16的输入m、n、l与输出m″、n″、L不同时的动作也不同于第1实施例。
验证电路16以边缘检测电路8的输出m、n、l为输入，在1场图像信号期间分别多次检测出边缘m、n(例如m1、m2、n1、n2)时，就再次输出前面所检测出的m″、n″值。这如图14(a)所示，是在遮幅宽屏幕信号图像部分还存在与上、下遮幅相同的黑区时所产生的现象。
m、n的存在范围如图13所示，分别由规定值α和β、γ和δ决定，当α＜m＜β和γ＜n＜δ中任一条件成立，就再次输出前面所检测的m″、n″值。设通常图像显示范围为262.5行扫描线当中的第32行到第252行，则α、β、γ、δ分别取32、132、133、252等值。
而且，检测出的边缘正确，m、n、l之间的关系满足m＜n＜l，所以凡是其他情况的都再次输出前面所检测出的值m″′、n″、l。上述3个约束条件均满足时，才将m、n、l的值本身作为m″、n″、l输出。时间滤波器9进行与第1实施例相同的动作。
通过这种动作，就可在遮幅宽屏幕图像如图14那样的条件下，检测出影像顶部、底部位置E′、F′的不正确，减少宽高比自动识别装置的误动作，达到提高可靠性的目的。
本实施例以第1实施例为基础进行说明，当然，也可用于第2或第3或第4实施例。
实施例6
第6实施例的目的在于对遮幅宽屏幕信号可连续检测正确的影像顶部、底部位置。
图15示出本发明第6实施例宽高比自动识别装置的方框图。与第1—第5实施例不同的特征是设置滤除奇异点的垂直滤波器26、起动/禁止控制电路27和选择器30，而且由选择器30从外部控制比较电路13和比较电路26的输出。
图16为本发明第6实施例所用的垂直滤波器26的方框图。该垂直滤波器用于滤除1行奇异点。比较电路6中，对图像信号每行生成直方图，分别输出各行是“黑区”，还是“影像”或“字幕”的判断结果CP1、CP2、CP3，并输入至垂直滤波器26。这是以3位的形式输入的，所以为方便其以后的处理，用编码器31编码成2位。编码例列表示于图17。
这样进行编码后，“同”(EX-NOR)电路36将当前的数据(编码器31的输出)逐位与前2行那行数据(触发器33的输出)进行比较。若一致则输出前2行那行数据(触发器33的输出)，若不一致，则按原样输出前一行的数据(触发器32的输出)。选择器34的输出在触发器35中锁存，最后由译码器38将信号还原为原来的3位信号(CP1′、CP2′、CP3′)形式向外输出。图18示出垂直滤波器26的时间图。如图所示，出现一行奇异点时，该垂直滤波器26便用来滤除该奇异点，生成平滑数据。
起动/禁止控制电路27以从0开始递增计数的计数器7的输出和时间滤波器9的输出M(影像顶部位置E)为输入，在计数器7输出从0变化到M的期间，输出H电平，其余时间输出L电平。该起动/禁止控制电路27的输出为H电平期间，计数器28处于工作状态，对该期间垂直滤波器26的输出CP1′有几次H电平进行计数。CP1′为H电平，就等于判断该行为黑区，如果在计数器7输出从0到m″期间对此计数，就可以知道遮幅宽屏幕信号上遮幅中有几行判断为黑区的行。
比较电路29将计数器28的输出BN(遮幅部分中判定为黑区的行数)与某常数值比较，BN＞Q时，其输出为H电平，BN≤Q时，输出为L电平。常数Q值设为例如3这种值的话，遮幅宽屏幕信号上遮幅部分中有4行以上判定为黑区的行时，则比较电路29的输出为L电平。
比较电路13和比较电路29的输出由例如微机所输出的外部信号zon来控制。外部信号zon为L电平时比较电路13的输出输入至时间滤波器9，而为H电平时则比较电路29的输出输入时间滤波器9。选择器30的输出为H电平时，时间滤波器9不论验证电路16的输出如何，再次输出前面所输出的值m″、n″。
时间滤波器30的输出为L电平时，时间滤波器9进行与第1实施例相同动作。但对于检测字幕位置的l信号，则不论选择器30的输出SO如何，时间滤波器9当输入相同值l′超过一定时间时，l就以l原样输出，否则保持前面检测出的值。
宽高比为4∶3的图像时，通过将外部控制信号zon控制为L电平，从而检测出1场图像信号的整体暗度，若图像信号整体较暗，则保持前面检测出的影像顶部、底部位置，若图像信号整体明亮，则输出正确的检测值。遮幅宽屏幕图像时，通过将外部控制信号zon控制为H电平，从而只检测上遮幅部分的暗度，遮幅部分能保持前面所检测的影像顶部、底部位置，因而可以分别对各图像输出稳定的检测信息。
实施例7
第7实施例的目的与第6实施例相同，是对于遮幅宽屏幕图像信号可连续检测正确的影像顶部、底部位置。
图19示出本发明第7实施例宽高比自动识别装置的方框图。与第6实施例不同之处是起动/禁止控制电路27的控制方法及其动作。
起动/禁止控制电路27以从0开始递增计算的计数器7的输出、时间滤波器9的输出M(表示影图顶部位置E)和N(表示影像底部位置F)为输入，在计数器7的输出从M变化到M＋P、从N－P变化到N这期间输出H电平，否则输出L电平。起动/禁止控制电路27的输出为H电平期间，计数器28起动，对该期间垂直滤波器26的输出CP1′为H电平的次数进行计数。
比较电路24对计数器28的输出BN与常数Q值作比较，在BN＞Q输出H电平，BN≤Q时输出L电平。常数P、Q分别设定为例如10和0这种值的话，就通过计数器28计数来检测遮幅宽屏幕信号从影像顶部位置起10行，影像底部位置之前10行中间是否有判定为黑区的行，判定为黑区的行只要有一行，比较电路29便输出H电平。
象这样，为遮幅宽屏幕图像时，通过检测所测边界线内侧的暗度，减少对仅仅是边界线内侧较暗的遮幅宽屏幕图像其影像顶部、底部位置的误检，从而提高检测精度。
实施例8
第8实施例为装有宽高比自动识别装置的电视接收机，图20为表示其组成的方框图。
外部天线接收的输入信号由接收选台部41选择，作为输入模拟图像信号输入第1信号处理部42。该处理部具有：将输入模拟信号变换为数字信号的A/D变换部43；利用存储器48对数字化图像信号作3维YC分离等色信号亮度信号处理的YC处理部44；具备从亮度信号检测输入图像信号宽高比的宽高比自动识别功能的形状检测部45；色信号解调部46；利用存储器49进行字幕处理等的字幕处理部47。第1信号处理部的输出信号通过改善图像质量和具有D/A变换功能的第2信号处理部52，由驱动部54驱动阴极射线管CRT等显示部55。另一方面，同步分离部50按照第1信号处理部42的YC处理部42的输出作同步分离，将同步信号提供给驱动部54。微机53利用通过总线56输入输出的信号，控制上述各组成部分的电路。至于微机53的控制系统，若要说明整个系统非常复杂，只限于介绍与宽高比自动识别装置有关的部分，其他部分则省略。
下面说明宽高比自动识别以及利用其结果进行最佳影像显示的动作。输入图像信号为宽高比16∶9的遮幅宽屏幕信号时，图21(a)示出未做形状处理，按其原样在具有16∶9宽高比显示屏幕的显示部55上显示的状态。如图所示，显示部55的显示帧具有16∶9宽高比的宽屏幕，其中显示有按4∶3宽高比的扫描线显示的遮幅宽屏幕图像。此外，还有图21(b)那种扫描线扫遍整个显示帧的显示方式。
在这类信号情况下，说明装有上述实施例宽高比自动识别装置时的动作。第1信号处理部42的YC处理部输出之一的亮度信号输入到形状检测部45。该形状检测部45具有宽高比自动识别装置的功能，对所输入亮度信号的亮度电平进行抽样，生成第一扫描线的直方图，按该直方图的形状识别图像类型，对于不同图像类型的边界点如图21(a)那样检测出影像顶部、底部位置E、F。根据YC处理部44输出的同步信号中的垂直同步信号时间，测出上述E、F的垂直位置。
上面测出的信号输入到字幕处理部44，在遮幅宽屏幕图像黑区有字幕时按字幕处理信号利用，并且通过总线56输入微机53，按微机53输出的控制信号输入到驱动部54。驱动部54为驱动显示部55，输出同步偏转输出信号和RGB输出信号，还可根据需要改变偏转幅度，进行扩大显示。利用形状检测部45的输出信号确定上述幅度扩大当中有关垂直幅度的比例。也就是说，微机53根据输入图像信号的内容与显示部55显示帧的形状(宽高比)的对应关系，对如何显示才达到最佳显示进行程序控制。因此，根据微电脑53的控制信号，水平幅度首先按照为遮幅宽屏幕信号，而扩大成横向扩展显示。然后，根据形状检测部45输出的影像顶部、底部位置E、F信息，计算影像垂直位置和宽高比，再按该计算结果自动计算垂直位置移动和垂直幅度扩大率，输出最佳偏转电流。
其结果如图21(b)所示，可以使遮幅宽屏幕信号的影像部分扩大成遍及显示部55的显示帧，实现与影像相适应的最佳显示。象这样，不局限于电视接收机，任何带有显示部分的显示器，只要装有一宽高比自动识别装置，它包含根据其显示帧形状和输入图像信号的关系，编程为输出可进行最佳显示的控制信号的微机，就能对任何输入图像信号自动进行最佳显示。
综上所述，本发明的图像类型识别装置和使用该装置的宽高比自动识别装置及电视接收机，可通过采用直方图生成电路(比较电路和计数器)、边缘检测电路和时间滤波器，对没有宽高比识别信号的遮幅宽屏幕图像信号，检测正确的影像顶部、底部位置和字幕底部位置，在自动进行宽高比变换、垂直位置移动和字幕移动处理时有很大的实用效果。
本发明的宽高比自动识别装置，通过采用比较电路与计数器的组合或APL检测电路与比较电路的组合，来判定1场期间图像信号的暗度，可防止错误检测遮幅宽屏幕信号的影像顶部、底部位置，其实用效果较好。
本发明的宽高比自动识别装置，通过采用规定遮幅宽屏幕图像信号的影像顶部、底部位置存在范围的验证电路，可防止检测出不正确影像顶部、底部位置，其实用效果较好。
本发明的宽高比自动识别装置，由外部信号对图像信号暗度判定时间作切换，在1场图像信号的全部时间进行这种判定和1场图像信号仅仅某个特定期间进行这2种情况当中作切换，因而能连续检测遮幅宽屏幕图像信号正确的影像顶部、底部位置，其实用效果较好。
本发明可以以不脱离其实质和主要特征的其他种种形式来实施。因此，上述实施例所有内容都只是例示，并非限定性解释。本发明的范围应为权利要求范围，并不受说明书任何约束。属于权利要求范围的变形、变更应囿于本发明保护范围。

Claims (20)

1.一种图像类型识别装置，其特征在于具有：检测输入图像信号每一第1规定时间亮度信号电平，生成表示各亮度电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；将上述直方图生成装置每一第2规定时间输出的各亮度电平发生次数分布归类于多种图像类型的比较装置；根据上述比较装置的输出检测上述图像类型变化的边缘检测装置；产生定时信号，用于特定上述边缘检测装置所检测的不同图像类型变化点在上述输入图像信号中所处位置的计数器；从上述边缘检测装置检测出图像类型变化，到接着检测到下一变化持续规定时间时，即产生图像信号的位置信号的时间滤波器；所述图像类型识别装置根据上述时间滤波器的输出，识别上述输入图像信号所含信息的图像类型。
2.一种宽高比自动识别装置，其特征在于具有：检测输入图像信号每一第1规定时间的亮度信号电平，生成表示各亮度信号电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；将上述直方图生成装置每一第2规定时间输出的各亮度电平发生次数分布归类于多种图像类型的比较装置；根据上述比较装置的输出检测上述图像类型变化的边缘检测装置；根据上述比较装置和边缘检测装置的输出，识别上述输入图像信号的影像信号部分宽高比的装置。
3.如权利要求2所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：产生定时信号用以特定边缘检测装置所检测的不同图像类型变化点在上述输入图像信号中所处位置的计数器；根据上述计数器和边缘检测装置的输出，识别上述输入图像信号中图像类型变化点所处位置和影像部分宽高比的装置。
4.如权利要求3所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：从边缘检测装置检测出图像类型变化，到接着检测出下一变化持续规定时间时，即产生图像信号的位置信号的时间滤波器；根据上述时间滤波器的输出，识别上述输入图像信号中图像类型变化点所处位置和影像部分宽高比的装置。
5.一种图像类型识别装置，其特征在于具有：对输入图像信号的亮度信号抽样，每一扫描线生成表示各亮度电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；依次输入上述直方图生成装置所生成的直方图，将上述直方图按图像类型归类的比较装置；根据上述比较装置的输出，检测上述输入图像信号各扫描线向不同图像类型变化的边缘检测装置；产生定时信号用于特定边缘检测装置所检测的不同图像类型变化点在上述输入图像信号中所处位置的计数器；从上述边缘检测装置检测出图像类型变化，到接着检测出下一变化持续规定时间时，即产生图像信号的位置信号的时间滤波器；所述图像类型识别装置根据上述时间滤波器的输出，识别上述输入图像信号所含信息的图像类型。
6.一种宽高比自动识别装置，其特征在于具有：对输入图像信号的亮度信号抽样，每一扫描线生成表示各种亮度电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；依次输入上述直方图生成装置所生成的直方图，将上述直方图按图像类型归类的比较装置；根据上述比较装置的输出，检测出上述输入图像信号各扫描线向不同图像类型变化的边缘检测装置；根据上述比较装置和边缘检测装置的输出，识别上述输入图像信号影像信号部分宽高比的装置。
7.如权利要求6所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：产生定时信号用于特定边缘检测装置所检测的不同图像类型变化点在上述输入图像信号中所处位置的计数器；根据上述计数器和边缘检测装置的输出，识别上述输入图像信号中图像类型变化点所处位置和影像部分宽高比的装置。
8.如权利要求7所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：从边缘检测装置检测出图像类型变化，到接着检测出下一变化持续规定时间时，即产生图像信号的位置信号的时间滤波器；根据上述时间滤波器的输出，识别上述输入图像信号中图像类型变化点所处位置和影像部分宽高比的装置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的宽高比自动识别装置，其特征在于，比较装置归类成图像类型是黑区、影像和字幕当中任何一种。
10.如权利要求9防腐所述的宽高比自动识别装置，其特征在于，边缘检测装置在图像类型从黑区变为影像时，输出影像信号起始位置，从影像变为黑区时，输出影像信号终止位置，从字幕变为黑区时，则输出字幕终止位置。
11.一种图像类型识别装置，其特征在于具有：(1)将亮度信号与某限幅电平S、T比较，Y＜S时输出为H电平的第1输出，S≤Y≤T输出为H电平的第2输出，Y＞T时输出为H电平的第3输出的第1比较电路；(2)分别对上述第1比较电路的第1、第2、第3输出进行计数的第1、第2、第3计数器；(3)将上述第1、第2、第3计数器的输出N1、N2、N3与某常数A、B、C、D比较，N1＞A时输出为H电平的第1输出，N1＞B且N2＜C，N3＞D时输出为H电平的第3输出，其他情况下输出为H电平的第2输出的第2比较电路；(4)以水平同步信号为时钟输入信号，从0开始递增1计数的第4计数器；(5)以上述第2比较电路的第1、第2、第3输出CP1、CP2、CP3和上述第4计数器的输出为输入，将第2比较电路的输出从CP1变为CP2时检测第4计数器值得到的第1输出m、从CP2变为CP1时检测第4计数器值得到的第2输出n、从CP3变为CP1时检测第4计数器值得到的第3输出1输出的边缘检测电路；(6)以上述边缘检测电路的第1、第2输出m、n分别为第1、第2输入，当某一规定时间以上期间输入值m、n恒定，就将输入值m、n作为第1、第2输出予以输出，否则便不论输入值如何，将内部所保持的m′、n′作为第1、第2输出予以输出的时间滤波器。
12.一种宽高比自动识别装置，其特征在于具有：(1)将亮度信号与某限幅电平S、T比较，Y＜S时输出为H电平的第1输出，S≤Y≤T输出为H电平的第2输出，Y＞T时输出为H电平的第3输出的第1比较电路；(2)分别对上述第1比较电路的第1、第2、第3输出进行计数的第1、第2、第3计数器；(3)将上述第1、第2、第3计数器的输出N1、N2、N3与某常数A、B、C、D比较，N1＞A时输出为H电平的第1输出，N1＞B且N2＜C，N3＞D时输出为H电平的第3输出，其他情况下输出为H电平的第2输出的第2比较电路；(4)以水平同步信号为时钟输入信号，从0开始递增1计数的第4计数器；(5)以上述第2比较电路的第1、第2、第3输出CP1、CP2、CP3和上述第4计数器的输出为输入，将第2比较电路的输出从CP1变为CP2时检测第4计数器值得到的第1输出m、从CP2变为CP1时检测第4计数器值得到的第2输出n、从CP3变为CP1时检测第4计数器值得到的第3输出1输出的边缘检测电路；(6)以上述边缘检测电路的第1、第2输出m、n分别为第1、第2输入，当某一规定时间以上期间输入值m、n恒定，就将输入值m、n作为第1、第2输出予以输出，否则便不论输入值如何，将内部所保持的m′、n′作为第1、第2输出予以输出的时间滤波器；(7)根据上述时间滤器的输出，识别上述输入图像信号的影像信号部分宽高比的装置。
13.如权利要求12所述的宽高比自动识别装置，其特征在于，增加以色信号为输入、在检测到色信号时即输出H电平的色信号检测电路，当上述色信号检测电路输出H电平时，便输出第2输出。
14.如权利要求12或13所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：(1)以上述第1计数器输出N1和常数RE为输入，在N1＞RE时输出H电平的第3比较电路；(2)将上述第3比较电路的输出作为输入，将水平同步信号作为时钟输入信号输入的第5计数器；(3)以上述第5计数器的输出k和某规定值v为输入，在k＞v时输出H电平的第4比较电路；(4)以上述边缘检测电路的第1、第2输出m、n和上述第4比较电路的输出CP4分别作为第1、第2、第3输入，当CP4为L电平，且在某一规定时间以上期间输入值m、n恒定时，便将输入值m、n作为第1、第2输出予以输出，否则不论输入值如何，将内部所保持的值m′、n′作为第1、第2输出予以输出的时间滤波器。
15.如权利要求12或13所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：(1)以亮度信号为输入，对1场图像信号整体亮度电平进行检测的APL检测电路；(2)以上述APL检测电路的输出N4和规定值w为输入，在N4＜w时输出H电平的第3比较电路；(3)将上述边缘检测电路的第1、第2输出m、n和上述第3比较电路的输出CP5分别作为第1、第2、第3输入，当CP5为L电平，且在某一规定时间以上期间输入值m、n恒定时，便将输入值m、n作为第1、第2输出予以输出，否则不论输入值如何，将内部所保持的值m′、n′作为第1、第2输出予以输出的时间滤波器。
16.如权利要求12或13所述的宽高比自动识别装置，其特征在于具有：(1)验证电路，将边缘检测电路的第1、第2、第3输出m、n、l和某规定值α、β、γ、δ作为输入，在α＜m＜β且γ＜n＜δ、l＞m＞n时，将输入值m、n、l分别作为第1、第2、第3输出予以输出，否则将验证电路内部保持的值分别作为第1、第2、第3输出予以输出；(2)时间滤波器，上述验证电路的第1、第2输出m″、n″分别作为第1、第2输入，在某一规定时间以上期间输入值m″、n″恒定时，便将输入值m″、n″作为第1、第2输出予以输出，否则不论输入值如何，将时间滤波器内部所保持的值m′、n′分别作为第1、第2输出予以输出。
17.一种宽高比自动识别装置，其特征在于具有：(1)将亮度信号Y与某限幅电平S、T比较，Y＜S时具有H电平的第1输出，S≤Y≤T时具有H电平的第2输出，Y＞T时具有H电平的第3输出的第1比较电路；(2)分别对上述第1比较电路的第1、第2、第3输出进行计数的第1、第2、第3计数器；(3)将上述第1、第2、第3计数器的输出N1、N2、N3与某常数A、B、C、D比较，N1＞A时输出为H电平的第1输出，N1＞B且N2＜C，N3＞D时输出为H电平的第3输出，第1和第3输出均为L电平时输出为H电平的第2输出的第2比较电路；(4)以上述第2比较电路的第1、第2、第3输出CP1、CP2、CP3为输入，滤除1场扫描期间所产生的奇异点后，分别输出第1、第2、第3输出CP1′、CP2′、CP3′的垂直滤波器；(5)将水平同步信号作为时钟输入，垂直同步信号作为复位输入，从0开始递增1计数的第4计数器；(6)以上述第二比较电路的第1、第2、第3输出CP1′、CP2′、CP3′和上述第4计数器的输出为输入，将从CP1′变为CP2′时检测第4计数器值得到的第1输出、从CP2′变为CP1′时检测第4计数器值得到的第2输出、从CP3′变为CP1′时检测第4计数器值得到的第3输出予以输出的边缘检测电路；(7)验证电路，将上述边缘检测电路的第1、第2、第3输出m、n、l和某规定值α、β、γ、δ作为输入，当m、n唯一确定，且α＜m＜β、γ＜n＜δ、l＞m＞n时，将输入值m、n、l分别作为第1、第2、第3输出，否则将验证电路所保持的值分别作为第1、第2、第3输出；(8)时间滤波器，将上述验证电路的第1、第2、第3输出和下面提及的选择器的输出SO分别作为第1、第2、第3、第4输入，当SO为L电平，且在某一规定时间以上期间输入值m、n、l恒定时，分别将输入值m、n、l作为第1、第2、第3输出予以输出，否则不论输入值如何，将时间滤波器内部所保持的值m′、n′、l分别作为第1、第2、第3输出予以输出；(9)以第1计数器的输出N1和常数RE为输入，当N1＞RE时即输出H电平的第3比较电路；(10)将上述第3比较电路的输出作为输入，水平同步信号作为时钟输入的第5计数器；(11)将上述第5计数器的输出k和某规定值v作为输入，当k＞v时输出H电平的第4比较电路；(12)将上述时间滤波器的输出m″作为第1输入，上述第4计数器的输出作为第2输入，在第4计数器的输出从0变到m″期间，为H电平，否则为L电平的起动/禁止控制电路；(13)将上述起动/禁止控制电路的输出作为第1输入，上述垂直滤波器的第1输出CP1′作为第2输入，水平同步信号作为时钟输入的第6计数器；(14)将上述第6计数器的输出BN作为第1输入，某常数Q作为第2输入，当BN＞Q时输出H电平的第6比较电路；(15)分别将上述第4和第6比较电路的输出作为第1和第2输入，还有控制信号zon作为选择输入，输出SO为上述时间滤波器的第4输入的选择器；(16)根据上述时间滤波器的输出，识别上述输入图像信号的影像信号部分宽高比的装置。
18.一种宽高比自动识别装置，其特征在于具有：(1)将亮度信号Y与某限幅电平S、T比较，Y＜S时具有H电平的第1输出，S≤Y≤T时具有H电平的第2输出，在Y＞T时具有H电平的第3输出的第1比较电路；(2)分别对上述第1比较电路的第1、第2、第3输出进行计数的第1、第2、第3计数器；(3)将上述第1、第2、第3计数器的输出N1、N2、N3与某常数A、B、C、D比较，N1＞A时输出H电平的第1输出，N1＞B且N2＜C、N3＞D时，输出H电平的第3输出，第1和第3输出均为L电平时，输出H电平的第2输出的第2比较电路；(4)将上述第2比较电路的第1、第2、第3输出CP1、CP2、CP3作为输入，滤除1场扫描期间所产生的奇异点后，分别输出第1、第2、第3输出CP1′、CP2′、CP3′的垂直滤波器；(5)将水平同步信号作为时钟输入，垂直同步信号作为复位输入，从0开始递增1计数的第4计数器；(6)将上述第二比较电路的第1、第2、第3输出CP1′、CP2′、CP3′和上述第4计数器的输出作为输入，将从CP1′变为CP2′时检测第4计数器值得到的第1输出、从CP2′变为CP1′时检测第4计数器值得到的第2输出、从CP3′变为CP1′时检测第4计数器值得到的第3输出予以输出的边缘检测电路；(7)验证电路，将上述边缘检测电路的第1、第2、第3输入m、n、l的某规定值α、β、γ、δ作为输入，当m、n唯一确定，且α＜m＜β、γ＜n＜δ、l＞m＞n时，分别将输入值m、n、l作为第1、第2、第3输出，否则将以前验证电路所保持的值分别作为第1、第2、第3输出；(8)时间滤波器，将上述验证电路的第1、第2、第3输出和下面提及的选择器的输出SO分别作为第1、第2、第3、第4输入，当SO为L电平，且在某一规定时间以上期间输入值m、n、l恒定时，将输入值m、n、l分别作为第1、第2、第3输出予以输出，否则不论输入值如何，将时间滤波器内部所保持的值m′、n′、l作为第1、第2、第3输出予以输出；(9)将第1计数器的输出N1和常数E作为输入，当N1＞E时输出H电平的第3比较电路；(10)将上述第3比较电路的输出作为输入，水平同步信号作为时钟输入的第5计数器；(11)将上述第5计数器的输出k和某规定值v作为输入，当k＞v时输出H电平的第4比较电路；(12)将上述时间滤波器的输出m″、n″作为第1、第2输入，以上述第4计数器的输出为第3输入，常数P为第4输入，当第4计数器的输出从m′变到m′＋P和从n′－P变到n′期间为H电平，除此以外为L电平的起动/禁止控制电路；(13)将上述起动/禁止控制电路的输出作为第1输入，上述垂直滤波器的第1输出CP1′作为第2输入，水平同步信号作为时钟输入的第6计数器；(14)将上述第6计数器的输出BN作为第1输入，某常数Q作为第2输入，当BN＞Q时输出H电平的第6比较电路；(15)将上述第4和第6计数器的输出分别作为第1和第2输入，还有控制信号zon作为选择输入，输出SO为上述时间滤波器的第4输入的选择器；(16)根据上述时间滤波器的输出，识别上述图像信号的影像信号部分宽高比的装置。
19.一种电视接收机，其特征在于具有：将输入图像信号作为输入的接收装置；进行第1信号处理，对上述接收装置输入的图像信号的亮度信号、色信号等进行解调处理的第1信号处理装置；进行第2信号处理，对经上述第1信号处理装置处理的信号进行像质改善等二次处理的第2信号处理装置；利用经上述第2信号处理装置处理的信号，输出上述图像信号信息显示所用的驱动信号的驱动装置；由上述驱动装置输出的驱动信号驱动，显示上述图像信号信息的显示装置，其中，上述第1信号处理装置具有：检测上述数字图像信号每一第1规定期间的亮度信号电平，生成表示各亮度电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；将上述直方图生成装置每一第2规定期间输出的各亮度电平发生次数分布归类为多种图像类型的比较装置；根据上述比较装置的输出，检测上述图像类型变化的边缘检测装置；根据上述比较装置和边缘检测装置的输出，识别上述输入图像信号的影像信号部分宽高比的装置。
20.一种电视接收机，其特征在于具有：将输入模拟图像信号作为输入的接收装置；将上述接收装置输入的模拟图像信号变换为数字图像信号，并进行第1信号处理的第1信号处理装置；对经上述第1信号处理装置处理的信号进行第2信号处理，并进行数字/模拟变换的第2信号处理装置；利用经上述第2信号处理装置模拟变换的信号，输出上述图像信号信息显示用驱动信号的驱动装置；由上述驱动装置输出的驱动信号驱动，显示上述图像信号信息的显示装置，其中，上述第1信号处理装置具有：检测上述数字图像信号每一第1规定期间的亮度信号电平，生成表示各亮度电平发生次数分布的直方图的直方图生成装置；将上述直方图生成装置每一第2规定期间输出的各亮度电平发生次数分布归类为多种图像类型的比较装置；根据上述比较装置的输出，检测上述图像类型变化的边缘检测装置；根据上述比较装置和边缘检测装置的输出，识别上述输入图像信号的影像信号部分宽高比的装置。
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