专利名称：用于增强图像轮廓的方法
技术领域：
本发明涉及用于增强视频图像中的轮廓的方法。更具体地，将其应用于阴极射线管数字电视。
背景技术：
在管类型的模拟电视内，通常采用BSVM(表示电子束扫描速度调制)功能来增强由电视显示的图像的轮廓。该技术在于在轮廓显示期间，减小一个或多个电子束的扫描速度。为此，首先检测出视频信号的强烈过渡。之后，在对应于所检测的轮廓的时刻减慢电子束，并且紧接在之前和/或之后加速电子束，从而恢复图像频率。这种电子束的减慢有两个结果过渡的边缘更陡峭以及增加了过渡的强度。
在数字电视中，由数字电路执行以前由模拟电路执行的某些功能。然而，一些这样的数字功能可以使得某些潜在剩余的模拟功能无法使用。BSVM功能就是这种情况。对于每一颜色使用数字畸变校正使得BSVM功能无法适用于阴极射线管数字电视中。具体地，由于对于三基色中的每一种的校正可以不同，其相当于向电视屏幕同时返回三个不同的图像。由于这些图像畸变的不同，红、绿和蓝图像中的轮廓不重叠。当同时扫描三个颜色时，由于在一个图像中所检测出的轮廓无法必然再次在其它两个颜色图像中找到，不可能知道何时减慢电子束。如果与颜色之一同相进行减速，则连续地加速对于其它颜色可能是不合适的并且会降低其分辨率。因此，考虑到数字畸变校正，BSVM功能不适用于管类型的数字电视。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于增强阴极射线管数字电视中轮廓的方法。
本发明的主题是一种用于增强由阴极射线管所显示的视频图像的轮廓的方法，其特征在于包括以下步骤-检测图像中的轮廓，-以象素频率的倍数频率来采样图像的信号；-按照以下方式修改所采样的信号对于所检测出的每一轮廓，提高与所述轮廓相对应的象素的至少一个采样的视频电平，保持所述象素的总光能，以及-将所述修改的采样信号转换为提供给阴极射线管的模拟信号。
根据第一实施例，为了修改信号，从对应于所检测出的每一轮廓的象素中去除N个采样，N大于或等于1并且小于该象素的采样总数，去除的一个或多个采样的视频电平分布于所述象素的其它采样之间，从而保持该象素的光能，并且采样被添加到至少一个相邻的象素上，其属于与轮廓象素同一行的象素，被添加的采样的总数等于N，并且保持了每一个所述相邻象素的总光能。
优选地，将N个采样添加到单个的相邻象素上，有利地，该象素是与轮廓象素具有最大视频电平差的象素。
根据第二实施例，为了修改信号，增加与所检测出的轮廓相对应象素的前M个或后M个采样的视频电平，M大于或等于1并且小于象素的采样总数，以及降低象素的剩余采样的视频电平从而保持该象素的光能。优选地，M个采样的视频电平增加相同的量。
在本实施例中，如果轮廓的象素与同一行中其前面的象素之间的视频电平差大于所述轮廓象素与同一行中其后面的象素之间的视频电平差，则增加前M个采样的视频电平，否则增加象素的后M个采样视频电平。
本发明还涉及一种用于增强视频图像轮廓的设备，其特征在于包括-检测器，检测图像中的轮廓，-采样器，用于以象素频率的倍数频率来采样图像信号；-计算单元，用于按照以下方式修改所采样的信号对于所检测出的每一轮廓，提高与该轮廓相对应的象素的至少一个采样的视频电平，保持所述象素的总光能，以及-数字/模拟转换器，用于将所述修改的采样信号转换为提供给阴极射线管的模拟信号。
阅读以下通过多个实例给出的描述并参考附图，将更好地理解本发明，其中-图1示出了本发明的方法的第一实施例；-图2示出了本发明的方法的第二实施例，以及-图3示出了实现图1或2的方法的设备。
具体实施例方式
在通常方式中，本发明在于检测图像中的轮廓，过采样要提供给射线管的图像信号，在保持每个象素的光能的同时，增加与轮廓对应的象素的至少一个采样的视频电平，然后将所修改的信号转换为供给阴极射线管的模拟信号。于是，电视屏幕上的轮廓表现出更鲜明和更明显。
当在阴极射线管中水平地扫描图像时，增强的轮廓是垂直或倾斜的，当垂直地扫描图像时，增强的轮廓是水平且还是倾斜的。
本发明的方法首先在于在当前图像中检测轮廓。为此，通过检测明亮轮廓的滤波器对图像进行滤波，例如(-1，2，-1)类型的滤波器，然后，有利地，经过阈值运算处理。该运算可以精确地确定轮廓的增强所涉及的区域。可以使用更加精细的滤波器。例如，在视频处理中公知的Canny Deriche滤波器是很好的轮廓检测器。
随后，以开始视频信号的象素频率的倍数频率来逐行采样视频信号。例如，对于每象素，采样信号4次。随后，根据以下处理之一修改于所检测出的轮廓相对应的采样信号的采样或子象素。
根据第一实施例，在按照保持轮廓光能的方式增强其强度的同时，减少了于所检测出的轮廓相对应的一个或多个象素的采样数。该原理由图1示出。该图的左部表示同一行的3个连续象素P1、P2、P3，其分别具有强度I1、I2和I3。象素P2表示轮廓并且为此展示了大于象素P1和P3的强度。以比象素频率大4倍的频率对这些象素进行采样。因此，每一个包含4个采样。根据本发明，象素P2的采样数减小到3并且其采样的强度从I2变为4/3·I2。该运算由图的右部示出。象素P1、P3之一的采样数增加1，从而补偿了象素P2的采样损失。在图1的实例中，向象素P3添加一个采样。象素P3的采样强度则从I3减到4/5·I3，从而保持了与该象素相关的光能。
优选地，为了补偿轮廓象素中采样的减少而增加其采样数的象素是表示了与轮廓象素强度差别最大的象素。图1中的象素P3就是这种情况。
当然，可以假设从象素P2中去除更多象素并且添加到象素P1和P3中任一个中。
根据第二实施例，代替减少象素的采样数，可以保持该数目。于是，增加了检测出的轮廓象素的前M或后M采样的视频电平，M小于每象素的采样总数，并降低象素的剩余采样的电平，从而保持象素的光能。
当第一实施例不适用时，例如当数值4/3·I2超过电视可显示的最大强度Imax时，尤其适于使用本实施例。该情况由图2示出。在该实施例中，将强度Imax赋予给象素P2的前三个采样，而将强度I’2＝4·I2-3·Imax赋予给象素的最后一个采样。没有修改象素P1和P3。
还可以假设将强度I″2赋予象素P2的前三个采样，其中I2＜I″2＜Imax，而将强度I’2＝4·I2-3·I″2赋予象素的最后一个采样。有利地，确定值I″2以使4·I2-3·I″2大于I3。
最后，通过以原始象素的频率4倍操作的数字/模拟转换器，将所修改的信号转换为模拟信号。将该模拟信号提供给阴极射线管。
当然，图1和图2中示出的采样频率值和轮廓象素中所修改的采样数M仅是实例。
最后，在实际中，应当注意，本发明的处理应该在相对于观看空间(viewing space)的线性空间中执行。为此，应用与已经应用到视频信号定律相反的gamma定律，并且在本发明的处理之后，应用与射线管的定律相反的gamma定律。
图3示出了实现本发明的方法的设备。由于处理应该在相对于观看空间的线性空间中执行，其包括第一LUT10，称作逆gamma LUT，从而向视频信号应用与已经通过摄像机应用到视频信号的定律相反的gamma定律。然后，由例如前面提到的滤波器的轮廓检测器11处理信号，用于检测图像中的轮廓。然后，由采样器12以象素频率的倍数频率对信号进行过采样。然后，由计算单元13修改所采样的信号，从而提高信号的至少一个采样的视频电平。然后，由第二LUT14向信号应用gamma定律。最后，该信号由D/A转换器转换为模拟信号并提供给阴极射线管。
权利要求
1.一种用于增强视频图像轮廓的方法，其特征在于包括以下步骤-检测图像中的轮廓，-以象素频率的倍数频率来采样图像信号；-按照以下方式修改所采样的信号对于所检测出的每一轮廓，提高与所述轮廓相对应的象素的至少一个采样的视频电平，并保持所述象素的光能，以及-将所述修改的采样信号转换为提供给阴极射线管的模拟信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于为了修改信号，从与所检测出的每一轮廓相对应的象素中去除N个采样，N大于或等于1并且小于象素的采样总数，去除的一个或多个采样的视频电平分布于所述象素的其它采样中，从而保持该象素的光能，以及将采样添加到至少一个相邻的象素上，其属于与轮廓象素同一行的象素，被添加的采样的总数等于N，保持了所述每一个相邻象素的总光能。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于将N个采样添加到单个的相邻象素上，并且所述相邻的象素是与轮廓象素具有最大视频电平差别的象素。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于为了修改信号，增加与所检测出的每个轮廓相对应的象素的前M或后M采样的视频电平，M大于或等于1且小于象素采样的总数，并且降低象素的剩余采样的视频电平，从而保持所述象素的光能。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于将M个采样的视频电平增加相同的量。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于如果轮廓的象素与同一行中其前面的象素之间的视频电平差大于所述轮廓象素与同一行中其后面的象素之间的视频电平差，则增加前M个采样的视频电平，否则增加象素的后M个采样视频电平。
7.根据前面权利要求之一所述的方法，其特征在于通过其后为阈值操作的滤波操作来进行轮廓的检测。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于滤波与由(-1，2，-1)类型的滤波器进行的滤波相对应。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于滤波操作对应于Canny Deriche滤波。
10.一种用于增强视频图像轮廓的设备，其特征在于包括-检测器(11)，检测图像中的轮廓，-采样器(12)，用于以象素频率的倍数频率来采样图像信号；-计算单元(13)，用于以以下方式修改所采样的信号对于所检测出的每一轮廓，提高与所述轮廓相对应的象素的至少一个采样的视频电平，保持所述象素的总光能，以及-数字/模拟转换器(15)，用于将所述修改的采样信号转换为提供给阴极射线管的模拟信号。
全文摘要
本发明涉及一种用于增强视频图像中轮廓的方法。更具体地，将其应用于阴极射线管数字电视。本发明的方法在于检测图像中的轮廓，过采样要提供给射线管的图像信号，在保持每个象素的光能的同时，增加与轮廓相对应的象素的至少一个采样的视频电平，然后，将所修改的信号转换为供给阴极射线管的模拟信号。因此，电视屏幕上的轮廓变得更鲜明和更明显。优选地，所采样的信号的修改在于减少与轮廓相对应的象素的采样数，并且将所去除的采样的视频电平重新赋予给轮廓象素的其它采样。
文档编号H04N5/14GK1671182SQ20051005480
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月17日 优先权日2004年3月17日
发明者劳伦·布隆德, 迪迪埃·杜杨, 路易斯·蒙塔尔沃 申请人:汤姆森许可贸易公司