专利名称：图像信号处理装置、图像显示器和图像显示方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使用图像信号中包括的黑带区域的检测结果执行图像处理的图像信号处理装置、图像显示器和图像显示方法。
背景技术：
相关申请的交叉引用本发明包含涉及于2007年6月8日在日本专利局提交的日本专利申请JP2006-159315的主题，在此引入其全文以供参考。
一般而言，诸如电视接收器(TV)等的图像显示器包括图像处理功能(例如，诸如亮度或对比度控制以及轮廓校正之类的功能)，以为输入图像提供图像质量校正。通过获取例如输入图像信号的平均峰值(APL)或亮度级别的直方图分布而实现并有效应用上述的图像处理功能，这是因为通过避免使图像看上去太黑或避免黑色的不良再现而改进灰度。
而且，一些最近的TV包括通过缩放输入图像信号而显示图像的功能。然后，在如上所述缩放输入图像信号时，有必要考虑黑带区域是否包括在输入图像信号中。黑带区域包括在以例如电影宽银幕大小记录的DVD(数字万能盘)的图像信号中或从广播站发送的图像信号中。作为其方法，存在称为信箱(letterbox)的方法，在图像区域上和下包括黑带区域，以及称为侧板的方法，在图像区域的左和右包括黑带区域。为了缩放包括如上所述黑带区域的输入图像信号，有必要检测黑带区域以避免黑带区域显示在显示屏幕上。
在这点上，为了有效检测如上所述包括在输入图像信号中的黑带区域，已提出了各种方法(例如，参考日本未审专利申请公开No.2005-203933和H08-256302，以及日本专利No.2588999)。
发明内容
然而，在日本未审专利申请公开No.2005-203933和H08-256302、以及日本专利No.2588999中公开的检测方法中，在每个帧中逐行确定黑带区域的是否存在，因此检测整个黑带区域要花费很长时间。因此，例如，当场景变化时，在检测处理中间期间检测处理返回到开始，并因此检测处理不能完成。近年来，例如，象全HD(高清晰度)TV一样，图像显示器的分辨率提高了，因此短时间内适当地执行黑带检测是非常重要的。
在公开号为8-256302的日本未审专利申请中，在缩放输入图像信号时，转换屏幕高宽比。因此，很难可信的根据原始图像信号显示图像。结果，在许多情况下，观看者不容易看到显示图像。
考虑到以上问题，在本发明中，希望提供一种可以快速检测输入图像信号中包括的黑带区域并能显示轻松可视图像的图像信号处理装置、图像显示器和图像显示方法。
根据本发明实施例，提供一种图像信号处理装置，包括黑带区域检测装置，用于在组合帧(unit frame)时间段检测输入图像信号中包括的黑带区域；计算装置，用于根据来自黑带检测装置的检测结果，在维持其高宽比的同时计算输入图像信号的缩放比；以及调节装置，用于根据通过计算装置获得的比率放大或者缩小输入图像信号。
“组合帧”表示一个或多个图像帧，或者一个或多个图像场(image field)。
根据本发明实施例，提供的图像显示器除了上述的黑带检测装置、计算装置和缩放装置之外，还包括显示装置，其用于基于被缩放装置放大或者缩小的图像信号显示图像。
根据本发明实施例，提供一种图像显示方法，其包括如下步骤在组合帧时间段中检测输入图像信号中包括的黑带区域；基于来自黑带区域的检测结果在维持输入图像信号的高宽比的同时计算缩放比；基于获得的比率放大或缩小输入图像信号；并基于经过缩放的图像信号显示图像。
在本发明实施例的图像信号处理装置、图像显示器以及图像显示方法中，在组合帧时间段中检测输入图像信号中包括的黑带区域。而且，基于来自黑带区域的检测结果，在维持输入图像信号的高宽比的同时计算缩放比。然后，基于获得的比率，放大或缩小输入图像信号。
根据本发明实施例的图像信号处理装置、图像显示器以及图像显示方法，在组合帧时间段中检测输入图像信号中包括的黑带区域。此外，基于黑带区域的检测结果，在维持输入图像信号的高宽比的同时计算缩放比。然后，基于获得的比率，放大或缩小输入图像信号。因此，可以在较短的时间内检测输入图像信号中包括的黑带区域，并更容易观看图像显示。
本发明的其他和进一步目的、特点和优点从如下说明将变的更加明显。
图1是表示根据本发明实施例的图像显示器的整体结构的框图；图2是表示图1所示的黑带检测部的详细结构的框图；图3A和3B是用于解释具有黑带区域的输入图像信号的示意图；图4A和4B是用于解释测量部进行的测量处理的示意图；图5是用于解释测量区域的增量/减量值的示意图；图6是用于解释图像区域的宽度的下限值的示意图；图7是用于解释测量水平后沿长度的过程的时序图；图8是用于解释测量水平前沿长度的过程的时序图；图9是用于解释测量垂直后沿长度的过程的时序图；图10是用于解释测量垂直后沿长度的过程的时序图；图11是表示黑带检测过程的流程图；图12A和12B是用于解释黑带检测过程的示意图；图13A和13B是用于解释在垂直方向上黑带区域的二进制搜索的示意图；图14A和14B是用于解释在水平方向上黑带区域的二进制搜索的示意图；图15是表示图11的黑带检测开始过程的细节的流程图；图16是表示图11的边界确定过程1的细节的流程图；图17是表示在图16之后的边界确定过程1的细节的流程图；图18A和18B是用于解释边界确定过程1的示意图；图19是表示图11的边界确定过程2的细节的流程图；图20是表示图19之后的边界确定过程2的细节的流程图；图21A和21B是用于解释边界确定过程2的示意图；图22是表示图11的黑带检测确定过程的细节的流程图；图23是表示图22之后的黑带检测确定过程的细节的流程图；图24是对输入图像信号进行高宽比调整处理的流程图；
图25A至25C是用于解释确定在测量区域中是否只出现一个黑带的过程的示意图；图26是表示图24中缩放比计算过程的细节的流程图；图27是图26之后的缩放比计算过程的细节的流程图；图28是用于解释当没有出现黑带区域时测量结果的示意图；图29A至29C是用于解释输入图像信号缩放过程的示意图。
具体实施例方式
下文将参考附图详细描述本发明实施例。
图1表示根据本发明实施例的图像显示器的整体结构。该图像显示器包括调谐器11、Y/C分离电路12、色度解码器13、开关14、黑带检测部件2、图像处理部件3、矩阵电路41、驱动器42、和显示部件5。由于根据本发明实施例的图像信号处理装置和图像显示方法都通过根据本实施例的图像显示器实施，因此这里将一起给出描述。
输入到图像显示单元的图像信号与来自TV的电视信号都从VCR(录像机)、DVD等输出。最近，电视和个人计算机(PC)从多种介质获取图像信息并显示对应于每种介质的图像已成为普通技术。
调谐器11接收并解调来自TV的电视信号，并将电视信号输出为合成视频脉冲信号(composite video burst signal，CVBS)。
Y/C分离电路12将来自调谐器11的合成视频脉冲信号或来自VCR或DVD1的合成视频脉冲信号分离为亮度信号Y1和色度信号C1以输出它们。
色度解码器13将Y/C分离电路12分离的亮度信号Y1和色度信号C1输出为包括亮度信号Y1和色差信号U1和V1的YUV信号(Y1、U1、V1)。
YUV信号是二维数字图像的图像数据，以及对应于图像上位置的像素值集合。亮度信号Y表示亮度级，并采用为100％白色的白色电平和黑色电平之间的幅度值。而且，100％白色图像信号在称为IRE(Institute of Radio Engineers，无线电工程师学会)的单位下是100(IRE)，IRE表示图像信号的相对比率。黑色电平是0 IRE。另一方面，色差信号U和V分别对应通过从蓝色(B)减去亮度信号Y产生的信号B-Y、以及从红色(R)减去亮度信号Y产生的信号R-Y，并当信号U和V与亮度信号Y组合时，可以显示颜色(色调、色度饱和度、亮度)。
开关14切换来自多个介质的YUV信号(在这种情况下，来自DVD 2的YUV信号(Y2、U2、V2)和所述YUV信号(Y1、U1、V1))，并输出所选信号作为YUV信号(Yin、Uin、Vin)。
黑带检测部件2检测在作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)中包括的黑带区域。具体的，黑带检测部件2根据亮度信号Yin检测黑带区域以输出检测结果Kout给后面提及的图像处理部件3。黑带检测部件2具有信号类型识别部件21、测量部件22和检测部件23。
图2表示图1所示的黑带检测部件2的详细结构。
信号类型识别部件21识别输入图像信号的类型。具体的，例如，信号类型识别部件21识别诸如NTSC 480i信号和PAL(逐行倒相)576i信号之类的信号类型。
测量部件22具有信号电平比较部件221和测量结果输出部件222。测量部件22在一组合帧时间段对输入图像信号中的指定测量区域执行给定测量。更具体的，测量部件22测量所述测量区域内的每个像素的信号电平是否小于根据亮度信号Yin设置的阈值Vt。
图3A和3B是当输入图像信号6包括黑带区域的情况下的示意图。图3A表示在图像区域62上和下提供黑带区域61A和61B的示例。该示例对应例如CinemaScope(宽银幕立体声电影)大小的图像信号等。在黑带区域61A中插入OSD(On Screen Display，在屏幕显示上)63A，并在黑带区域61B中插入字幕63B。围绕图像区域62以及黑带区域61A和61B，提供消隐(blanking)区域60。同时，图3B表示在图像区域66的右和左提供黑带区域65A和65B的示例。该示例对应于例如侧板图像信号等。围绕图像区域66以及黑带区域65A和65B，提供消隐区域60。OSD或字幕可以掺入或不插入在黑带区域。如果插入，则插入位置是图像区域上面和下面的位置之一或者图像区域的右面和左面的位置之一，或者两个位置。
例如，如图4A所示，信号电平比较部件221在所述组合帧时间段内比较每个像素内的亮度信号Yin的信号电平别与输入图像信号6的指定测量区域64A中的设置阈值Vt的信号电平，并输出信号电平等于或大于阈值Vt的像素位置。例如，设置阈值Vt以输出图像区域62的像素位置而不输出消隐区域60和黑带区域61A和61B的像素位置。
测量结果输出部件222根据从信号电平比较部件221输出的、信号电平等于或大于阈值Vt的像素位置，确定并输出在图4A所示的测量区域64A中的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度Vfp。图4A中的测量区域64A表示测量区域64A是作为检测黑带的基本部分的基本区域的示例。然而，象图64B所示的测量区域64B一样，可以随意设置测量区域的地域。下面将描述测量区域的地域的增加和减少。
检测部件23根据测量部件22测量的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度Vfp的测量结果和信号类型识别部件21识别的信号类型识别结果Sout，检测输入图像信号6中实际包括的黑带区域。检测部件23具有黑带确定部件230、基本区域提供部件231、初始增量/减量值设置部件232、增量/减量值提供部件233、边界确定部件234、再检测数设置部件235、下限值设置部件236、检测确定部件237、测量区域确定部件238和阈值设置部件239。
黑带确定部件230确定包括由测量部件22测量的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度Vfp的测量结果Mout是否是来自黑带区域的测量结果。
基本区域提供部件231将基本区域设置为检测黑带的基本部分。根据信号类型识别部件21确定的信号类型识别结果Sout，例如，如图5所示设置输入图像信号6中的基本区域64A。初始增量/减量值设置部件232是用于当测量部件22测量的测量区域变化时设置变化量(增量/减量值)的初始值的部件。例如，如图5所示，当测量区域在垂直方向上从测量区域64A变化到测量区域64B时，增量/减量值显示为如增量/减量值64V。水平方向的增量/减量值以类似于垂直方向的方式示出。初始增量/减量值设置部件232根据信号类型识别部件21确定的信号类型识别结果Sout，将初始增量/减量值设置为2的幂值(2n(n自然数))。具体的，例如，当输入图像信号6是NTSC 525i信号时，将初始增量/减量值设置为64。当输入图像信号6是转换为渐进信号(progressive signal)的525p信号时，将初始增量/减量值设置为128。
增量/减量值提供部件233根据初始增量/减量值设置部件232设置的初始增量/减量值和由黑带确定部件230确定的确定结果，来提供测量区域的增量/减量值。具体的，绝对增量/减量值开始于由初始增量/减量值设置部件232设置的初始值。在一个组合帧的每个测量中，在前增量/减量值的一半重新设置为新的增量/减量值。根据下面将描述的黑带确定部件230确定的确定结果，来确定是否将绝对增量/减量值添加到当前测量区域或从当前测量区域减去该绝对增量/减量值。
边界确定部件234根据黑带确定部件230确定的确定结果以及增量/减量值提供部件233提供的测量区域的增量/减量值，来确定黑带区域61A、61B、65A、和65B与图像区域62和66之间的边界。
当在稍后提及的检测确定部件237中最后确定是黑带区域时，再检测数设置部件235设置再检测数。再检测数由0或更大的整数表示。下限值设置部件236根据信号类型识别部件21确定的信号类型识别结果Sout，设置根据边界确定部件234确定的黑带区域边界计算的图像区域62的水平宽度或垂直宽度的下限值。在图像区域62的垂直宽度的情况下，例如，下限值表示为图6所示的垂直宽度62V。通过设置垂直宽度62V为下限值，可以避免黑暗场景等中的错误检测(图6表示在输入图像信号6中不存在黑带区域并且显示图像信号6的黑暗场景等的情况)。
检测确定部件237根据边界确定部件234确定的黑带区域的边界确定结果、再检测数设置部件235设置的再检测数和下限值设置部件236设置的图像区域宽度的下限值，最后确定输入图像信号6中包括的黑带区域，并向图像处理部件3输出确定的黑带检测结果Kout。
测量区域确定部件238根据增量/减量值提供部件233提供的测量区域的增量/减量值确定由测量部件22测量的测量区域，并向信号电平比较部件221顺序输出测量区域。阈值设置部件239设置测量部件22进行测量时所用的信号电平的阈值Vt，并向信号电平比较部件221输出阈值Vt。如上所述，在测量区域中信号电平在阈值Vt以下的区域可以是黑带区域。
再次参考图1给出说明。图像处理部件3根据黑带检测部件2的黑带检测结果Kout和黑带检测部件2中的信号类型识别部件21确定的输入图像信号的信号类型识别结果Sout，来对作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)执行图像处理。具体的，当图像处理部件3维持输入图像信号的高宽比时，图像处理部件3执行增大或减小输入图像信号的处理(高宽比调整处理)。图像处理部件3具有计算部件31，其根据显示部件5的显示尺寸(像素数量)、黑带检测结果Kout和类型识别结果Sout来计算输入图像信号的缩放比；缩放部件32，其根据计算部件31的计算结果Cout(缩放比)来缩放作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)；以及位置调整部件33，其对缩放后的图像信号执行位置调整，以避免由缩放部件32导致的黑带区域中的字幕的丢失。
矩阵电路41在图像处理部件3进行图像处理(高宽比调整处理)之后再现来自YUV信号(Yout、Uout、Vout)的RGB信号，并向驱动器42输出再现的RGB信号(Rout、Gout、Bout)。
驱动器42根据从矩阵电路41输出的RGB信号(Rout、Gout、Bout)产生显示部件5的驱动信号，并向显示部件5输出驱动信号。
显示部件5在图像处理部件3进行图像处理(高宽比调整处理)之后根据从驱动器42输出的驱动信号，基于YUV信号(Yout、Uout、Vout)显示图像。显示部件5可以是任何类型的显示设备。例如，可以使用CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示面板)、有机或无机EL(电致发光)显示器等。
接下来，将给出本实施例的图像显示器的操作的描述。首先，给出该图像显示器的基本操作的描述。
首先，将要输入到图像显示器中的图像信号解调为YUV信号。具体的，来自TV的电视信号由调谐器11解调为合成视频脉冲信号。合成视频脉冲信号从VCR或DVD 1直接输入到图像显示器。在Y/C分离电路12中，该合成信号分离为亮度信号Y1和色度信号C1，并在色度解码器13中解码为YUV信号(Y1、U1、V1)。同时，将来自DVD 2的YUV信号(Y2、U2、V2)直接输入到图像显示器中。
接下来，在开关14处选择YUV信号(Y1、U1、V1)和YUV信号(Y2、U2、V2)之一，并输出为YUV信号(Yin、Uin、Vin)。然后，将YUV信号(Yin、Uin、Vin)的亮度信号Yin分别输出到黑带检测部件2中的信号类型识别部件21和测量部件22以及输出到图像处理部件3中的缩放部件32。将色差信号Uin和Vin分别输出到图像处理部件3中的缩放部件32。
在这种情况下，在黑带检测部件2中，检测作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)中包括的黑带区域。具体的，根据亮度信号Yin检测黑带区域，并且将检测结果Kout输出到图像处理部件3。更具体的，在组合帧时间段中，测量部件22测量输入图像信号的指定测量区域中每个像素中的亮度信号Yin是否具有小于阈值Vt的信号电平。检测部件23根据测量部件22测量的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度Vfp的测量结果以及由信号类型识别部件21确定的信号类型识别结果Sout检测在输入图像信号6中包括的黑带区域，并且黑带检测结果Kout输出到图像处理部件3。
根据黑带检测部件2的黑带检测结果Kout和信号类型识别部件21确定的输入图像信号的信号类型识别结果Sout，图像处理部件3对作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)执行图像处理，更具体的是在维持高宽比的同时缩放输入图像信号的处理(高宽比调整处理)。
接下来，在矩阵电路41中，在图像处理部件3进行图像处理(高宽比调整处理)之后，YUV信号(Yout、Uout、Vout)再现为RGB信号(Rout、Gout、Bout)。在驱动器42中，根据RGB信号(Rout、Gout、Bout)产生驱动信号，并根据驱动信号在显示部件5上显示图像。
接下来，将参考图7至图10给出作为本发明特征之一的测量部件22进行的测量处理的细节的描述。
图7至图10是分别表示由测量部件22测量的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度vfp的测量方法的示例的时序图。在这些图表中，Hsync表示水平同步信号，Vsync表示垂直同步信号，Clock表示对应于每个像素的周期的时钟信号(点时钟)，H_act表示对应于在水平方向具有阈值Vt或更高值的信号电平的像素位置的水平有效(active)信号，V_act表示当在每个水平周期中至少一个像素的水平有效信号H_act达到“H”电平时变为有效的垂直有效信号，Hbp_cnt表示水平后沿计数器输出，Hfp_cnt表示水平前沿计数器输出，Vbp_cnt表示垂直后沿计数器输出，Vfp_cnt表示垂直前沿计数器输出，Hbp_lat表示与在前一水平周期中水平后沿计数器输出Hbp_cnt的已锁存的(维持的)确立值对应的水平后沿锁存输出，Hfp_lat表示与在前一水平周期中水平前沿计数器输出Hfp_cnt的已锁存的确立值对应的水平前沿锁存输出，Hbp_out表示最后输出为水平后沿长度Hbp的确立值的水平后沿长度输出，Hfp_out表示最后输出为水平前沿长度Hfp的确立值的水平前沿长度输出，Vbp_out表示与在前一垂直周期中垂直后沿计数器输出Vbp_cnt的已锁存的确立值对应的垂直后沿长度输出，并最后输出为垂直后沿长度Vbp的确立值，以及Vfp_out表示与在前一垂直周期中垂直前沿计数器输出Vfp_cnt的已锁存的确立值对应的垂直前沿长度输出并最后输出为垂直前沿长度Vfp的确立值。在亮度信号Yin中所示的符号“＜”表示在阈值Vt之下的信号电平，而亮度信号Yin中所示的符号“＞”表示等于阈值或更大的信号电平。
首先，如下执行图7所示的水平后沿长度Hbp的测量。
当在时刻t0水平同步信号Hsync(图7(B))达到“H”电平时，在其上升沿重置水平后沿计数器输出Hbp_cnt(图7(F))，并输出“0”。然后，在时刻t0或其之后，在时钟信号Clook(图7(C))的每个上升沿(时刻t1、t2等)，将水平后沿计数器输出Hbp_cnt的值增加1。
接下来，当在时刻t4亮度信号Yin(图7(D))的信号电平变为阈值Vt或更高时，水平有效信号H_act(图7(E))在时刻t5(即，时钟信号Clock的下一个上升沿)达到“H”电平。然后，当水平有效信号H_act是“H”电平时(时刻t5至t7)，固定水平后沿计数器输出Hbp_cnt的值(在图7中固定为“4”)。然后，水平后沿计数器输出Hbp_cnt的值在水平周期变为确立值，并更新和维持为水平后沿输出Hbp_lat(图(G))。而且，此时，将前一水平周期中(更新之前)水平后沿锁存输出Hbp_lat的值(图7中的“6”)、与对应于前一测量(图7(H))中水平后沿长度Hbp的最小值的水平后沿长度输出Hbp_out的值(图7(H)中的“10”)进行比较。在该比较之后，较小的值更新为新的水平后沿长度输出Hbp_out(将“10”更新为图7中的“6”)。
接下来，在亮度信号Yin在时刻t6再次变为阈值Vt下的信号电平之后，水平有效信号H_act在时刻t7(为时钟信号Clock的下一上升沿)返回到“L”电平，并且水平后沿计数器输出Hbp_cnt的值再次加1。当水平同步信号Hsync在时刻t8达到“H”电平时，一个水平周期的测量完成。
在一组合帧时间段期间执行一个水平周期的该测量。因此，在该组合帧时间段中短时间内，从测量部件22输出从测量区域64A或64B左端继续的、阈值Vt下的像素数的最小值确定的水平后沿长度Hbp。
而且，基本上与测量水平后沿长度Hbp相同的形式如下执行图8所示的水平前沿长度Hfp的测量。
首先，当水平同步信号Hsync(图8(B))在时刻t10达到“H”电平以及亮度信号Yin的信号电平(图8(D))在时刻t11变为阈值Vt或更高时，水平有效信号H_act(图8(E))在时刻t12(为时钟信号Clock的下一个上升沿(图8(C)))达到“H”电平。因此，当水平有效信号H_act是“H”电平(时刻t12至t14)时，重置水平前沿计数器输出Hfp_cnt(图8(F))，并输出“0”。
接下来，当亮度信号Yin的信号电平再次在时刻t13变为阈值Vt之下时，水平有效信号H_act在时刻t14(即，时钟信号Clock的下一上升沿)返回L电平。因此，在时刻T14及以后(时刻t14、t15等等)，水平前沿计数器输出Hfp_cnt的值增加1。
接下来，当水平同步信号Hsync在时刻t8再次达到“H”电平时，水平前沿计数器输出Hfp_cnt的值变为在水平周期中的固定值，并更新和维持为水平前沿锁存输出Hfp_lat(图8(G))。而且，此时，前一水平周期(更新前)中的水平前沿锁存输出Hbp_lat的值(图8中的“6”)，与对应于前一测量(图8(H))中水平前沿长度Hfp的最小值的水平前沿长度输出Hfp_out的值(图8中的“10”)进行比较。在该比较之后，较小值被更新为新的水平后沿长度输出Hfp_out(图8中将“10”更新为“6”)。一个水平周期的测量完成。
在一组合帧时间段期间执行一个水平周期的这种测量。因此，在该组合帧时间段中短时间内，从测量部件22输出与从测量区域64A或64B的右端持续出现的、阈值Vt以下的像素数的最小值对应的水平前沿长度Hfp。
此外，如下执行图9所示的垂直后沿长度Vbp的测量。
当垂直同步信号Vsync(图9(A))在时刻t20达到“H”电平时，在其上升沿重置垂直后沿计数器输出Vbp_cnt(图9(E))，并输出“0”。然后，在时刻t20及之后，在水平同步信号Hsync(图9(B))的每个上升沿(时刻t21、t22等等)，垂直后沿计数器输出Vbp_cnt的值增加一。
接下来，在从时刻t22至t25的一个水平周期内亮度信号Yin的信号电平变为阈值Vt或更高且水平有效信号H_act(图9(C))在时刻t23至t24达到“H”电平时，垂直有效信号V_act(图9(D))在时刻t25(即，水平同步信号Hsync的下一上升沿)达到“H”电平。因此，当垂直有效信号V_act是“H”电平(时刻t25至t28)时，即，当水平有效信号H_act在一个水平周期内是“H”电平时，垂直后沿计数器输出Vbp_cnt的值固定(固定为图9中的“2”)。此时，垂直后沿计数器输出Vbp_cnt的值在垂直周期内变为确立值，并更新和维持为垂直后沿长度输出Vbp_out(图9)。
接下来，当水平有效信号H_act在时刻t27至t28的一个水平周期内被固定为“L”电平时，垂直有效信号V_act在时刻t28(为水平同步信号Hsync的下一上升沿)返回至“L”电平，并且垂直后沿计数器输出Vbp_cnt的值再次增加一。当垂直同步信号Vsync在时刻t29达到“H”电平时，一个垂直周期的测量完成。
在一组合帧时间段期间执行一个垂直周期的这种测量(对于组合帧时间段是一个垂直周期的情况，只对一个垂直周期执行测量)。由此，在该组合帧时间段中短时间内，从测量部件22输出与从测量区域64A或64B的上端持续出现的、阈值Vt以下的像素数最小值对应的垂直后沿长度Vbp。
而且，基本上与测量垂直后沿长度Vbp相同的形式如下执行图10所示的垂直前沿长度Vfp的测量。
首先，当垂直同步信号Vsync(图10(A))在时刻t30达到“H”电平时，亮度信号Yin的信号电平变为阈值Vt或更高，且水平有效信号H_act(图10(C))在时刻t31至t32达到“H”电平，垂直有效信号V_act(图10(D))在时刻t33达到“H”电平，时刻t33为水平同步信号Hsync的下一上升沿(图10(B))。因此，当垂直有效信号V_act是“H”电平(时刻t33至t35)时，重置垂直前沿计数器输出Vfp_cnt(图10(E))，并输出“0”。
接下来，当水平有效信号H_act在从时刻t34至t35的一个水平周期内固定为“L”电平时，垂直有效信号V_act在时刻t35返回至“L”电平，时刻t35为水平同步信号Hsync的下一上升沿。然后，在时刻t35及以后(时序t35、t36等等)，垂直前沿计数器输出Vfp_cnt的值增加一。
接下来，当垂直同步信号Vsync在时刻t38再次达到“H”电平时，垂直前沿计数器输出Vfp_cnt的值在垂直周期内变为确定值，并更新和维持为垂直前沿长度输出Vfp_out(图10(F))。一个垂直周期的测量完成。
在一组合帧时间段期间执行一个垂直周期中的这种测量。因此，在该组合帧时间段内的短时间内，从测量部件22输出与从测量区域64A或64B的下端持续出现的、阈值Vt以下的像素数最小值对应的垂直前沿长度Vfp。
能顺序进行测量部件22执行的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp以及垂直前沿长度Vfp的这些测量，或同时进行其中两个或更多个。在后一情况中，在该组合帧时间段内测量所有的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp以及垂直前沿长度Vfp的测量，并因此可以进行更快的测量。
接下来，将参考图11至图23描述作为本发明特征之一的黑带检测部件2进行的黑带检测处理。图11是黑带检测部件2中黑带检测处理的流程图。
黑带检测处理中，例如，如图12A所示，在图像区域62上和下设置黑带区域61A和61B并且黑带区域61A和61B中包括OSD 63A和字幕63B的情况下，检测输入图像信号6的水平后沿长度H1A和水平前沿长度H1B、从输入图像信号6的顶端至OSD 63A的顶端的长度V0A以及从输入图像信号6的顶部至黑带区域61A的底部的垂直长度V1A、从输入图像信号62的底端至字幕63B的底端的长度V0B和从输入图像信号6的底部至黑带区域61B的顶部的垂直长度V1B、图像区域62的垂直宽度V2等。
而且，例如，如图12B所示，在图像区域66的左和右设置黑区域65A和65B的情况下，检测输入图像信号6的垂直后沿长度V1A和垂直前沿长度V1B，从输入图像信号6的左端至黑带区域65A的右端的水平长度H1A、从输入图像信号6的右端至黑带区域65B的左端的水平长度H1B、图像区域62的水平宽度H2等等。
而且，在该黑带检测处理中，例如，如图13A、13B、14A和14B中的测量区域64A(基本区域)、测量区域64B1至64B3、以及箭头P21、P22、P31、P32、P41、P42、P51、P52分别所示，执行黑带检测，同时测量区域的增量/减量值64H、增量/减量值64V重置为之前增量/减量值的一半。即，在黑带检测处理中，使用二进制搜索。因此，如下文的详细描述，可以进行快速检测(在将初始增量/减量值设置为2n的情况中，黑带检测处理最迟在(n+1)个组合帧时间段中完成，并输出图12A和12B所示的各种参数)。
在该黑带检测处理中，首先执行黑带检测开始处理(步骤S11)。
具体的，如图15的流程图所示，首先，阈值设置部件239设置信号电平的阈值Vt，并向信号电平比较部件221输出该阈值(图15的步骤S111)。接下来，根据信号类型识别结果Sout，基本区域提供部件231提供基本区域(步骤S112)。接下来，测量区域确定部件238确定基本区域到测量区域64A，并向信号电平比较部件221输出测量区域64A(步骤S113)。
在待命直到转移至下一帧之后(步骤S114)，黑带确定部件230从测量部件22获得测量结果Mout(测量区域64A中的水平后沿长度Hbp、水平前沿长度Hfp、垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度Vfp的测量结果)(步骤S115)。然后，黑带确定部件230根据测量结果Mout确定黑带区域是否存在于测量区域64A中(步骤S116)。当确定存在黑带区域(步骤S116Y)时，该过程进行到下一边界确定处理1(图11中的步骤S12)。
同时，当在步骤S116确定没有黑带区域(步骤S116N)时，确定黑带检测处理是否终止(步骤S117)。当确定黑带检测处理(步骤S117Y)终止时，黑带检测处理终止(图11中的“结束”)。同时，当确定继续黑带检测处理继续(步骤S117N)时，检测确定部件237将表示黑带区域的检测数的检测数计数器的值重置为0(步骤S118)。此外，检测确定部件237向图像处理部件3输出基本区域64A作为检测结果Kout(步骤S119)。然后，重复步骤S111至S119的处理，直到确定黑带区域的存在或确定黑带检测处理的终止。
接下来，执行边界确定处理1(图11的步骤S12)。具体的，执行图16和图17中流程图所示的处理。
在边界确定处理1中，通过使用上述二进制搜索方法，确定在上侧的黑带区域61A或在左侧的黑带区域65A与输入图像信号6中的图像区域62或图像区域66之间的边界位置。
具体的，首先，测量区域确定部件238确定第一测量区域，并向信号电平比较部件221输出第一测量区域(图16中的步骤S121)。更具体的，当确定上侧的黑带区域61A的边界位置时，分别将水平方向的开始和结束位置以及垂直方向的开始位置设置为基本区域64A中的水平方向的开始和结束位置以及垂直方向的开始位置。同时，在该情况下，将垂直方向的结束位置设置为这样的位置，该位置为将由初始增量/减量值设置部件232设置的垂直方向的初始增量/减量值加到基本区域64A中垂直开始位置得到的结果。当确定左侧的黑带区域65A的边界位置时，将垂直方向的开始和结束位置以及水平方向的开始位置分别设置为基本区域64A中垂直方向的开始和结束位置以及水平方向的开始位置。同时，在该情况下，将水平方向的结束位置设置为这样的位置，该位置为将由初始增量/减量值设置部件232设置的水平方向的初始增量/减量值加到基本区域64A中水平开始位置得到的结果。根据信号类型识别结果Sout设置水平方向和垂直方向的初始增量/减量值。此外，在边界确定处理1中，确定上侧或左侧的边界位置。因此，希望将水平方向和垂直方向的初始增量/减量值设置为基本区域64A的水平方向和垂直方向的宽度一半或更小。因此，可以在更短时间内确定黑带区域的边界位置。
接下来，在待命直到转移到下一组合帧之后(步骤S122)，黑带确定部件230从测量部件22获取测量结果Mout(步骤S123)。增量/减量值提供部件233将测量区域的增量/减量值减少一半。即，增量/减量值提供部件233重置为之前测量区域的增量/减量值的一半作为新增量/减量值。接下来，增量/减量值提供部件233确定上面设置的新增量/减量值是否小于1(步骤S125)。当新的增量/减量值小于1(步骤S125Y)时，确定不需要再使用二进制搜索方法并且黑带检测处理进行到下一处理(图17中的步骤S129)。
同时，当在步骤S125中新的增量/减量值不低于1(步骤S125N)时，黑带确定部件230根据测量结果Mout确定在测量区域64B中是否只出现黑带区域(包括黑带区域60的黑带区域)(步骤S126)。根据确定结果，测量区域确定部件238通过向之前测量区域添加或减去步骤S124中由增量/减量值提供部件233提供的新测量区域的新增量/减量值，来重置新测量区域(步骤S127和S128)。
具体的，例如，如图18A所示，在测量区域64B1中除了黑带区域之外出现图像区域62(步骤S126N)时，如图中箭头P61所示，从之前测量区域64B1减去新的增量/减量值，并因此重置新的测量区域64B2(步骤S127)。同时，例如，如图18B所示，当在测量区域64B3中只出现黑带区域(步骤S126Y)时，如图中箭头P62所示，将新的增量/减量值添加到之前测量区域64B3的结束位置，并因此重置新的测量区域64B4(步骤S128)。在步骤S127和S128及其之后，重复步骤S122至S127或S128的处理，直到在步骤S125中确定新的增量/减量值低于1，即，确定检测到了黑带区域和图像区域之间的边界位置(步骤S125Y)。在图18A和18B中，示出了确定上侧黑带区域61A的边界位置的情况。然而，在确定左侧黑带区域65A的边界位置的情况下，执行类似处理。
接下来，以与步骤S126类似的形式，黑带确定部件230根据测量结果Mout确定在测量区域64B中是否只存在黑带区域(图17中的步骤S129)。当确定不仅仅存在黑带区域(步骤S129N)时，以与步骤S127类似的方式，从之前测量区域的结束位置减去新的增量/减量值，并因此重置新的测量区域(步骤S130)。同时，当确定只存在黑带区域(步骤S129Y)时，以与步骤S128类似的方式，将新的增量/减量值加到之前测量区域的结束位置，并因此重置新的测量区域(步骤S131)。
接下来，在待命直到转移到下一组合帧之后(步骤S132)，黑带确定部件230从测量部件22获取测量结果Mout(步骤S133)。边界确定部件234计算黑带区域的上侧或左侧的边界位置(步骤S134)，向检测确定部件237输出该边界位置，并因此终止边界确定处理1，并且黑带检测处理移到下一处理。
接下来，执行边界确定处理2(图11中的步骤S14)。具体的，执行图19和图20中流程图所示的处理。
在边界确定处理2中，基本上以与前述边界确定处理1相同的方式，确定下侧的黑带区域61B或右侧的黑带区域65B和输入图像信号6中图像区域62或图像区域66之间的边界位置。
具体的，首先，测量区域确定部件238确定第一测量区域并向信号电平比较部件221输出该测量区域(图19中的步骤S141)。更具体的，当确定了下侧的黑带区域61B的边界位置时，将水平方向的开始位置和结束位置以及垂直方向的结束位置分别设置为基本区域64A中水平方向的开始位置和结束位置以及垂直方向的结束位置。同时，垂直方向的开始位置被设置为这样的位置，该位置为从基本区域64A的垂直结束位置减去由初始增量/减量值设置部件232设置的垂直方向的初始增量/减量值得到的结果。而且，当确定右侧黑带区域65B的边界位置时，将垂直方向的开始位置和结束位置以及水平方向的结束位置分别设置为基本区域64A中垂直方向的开始位置和结束位置以及水平方向的结束位置。同时，将水平方向的开始位置设置为这样的位置，该位置为从基本区域64A的水平结束位置减去由初始增量/减量值设置部件232设置的水平方向的初始增量/减量值得到的结果。
接下来，在随后步骤S142至S153中，以与边界确定处理1的步骤S122至S133基本相似的方式执行处理。然而，在步骤S147至S150中，例如，如图21A中箭头P71所示，从之前测量区域64B1的开始位置减去新的增量/减量值或一，并因此重置新的测量区域64B2(步骤S147和S150)。而且，在步骤S148和S151中，例如，如图21B中箭头P72所示，将新的增量/减量值或一加到之前测量区域64B3的开始位置，并因此重置新的测量区域64B4(步骤S148和S151)。
在图20中的步骤S154中，边界确定部件234计算黑带区域的下侧或右侧的边界位置，并向检测确定部件237输出计算的边界位置。因此，边界确定处理2终止，并且黑带检测处理移到下一处理。图21A和21B表示确定了右侧的黑带区域65B的边界位置的情况。然而，在确定了下侧的黑区域61B的边界位置的情况下，执行类似的处理。
接下来，执行黑带检测确定处理(图11中的步骤S16)。具体的，执行图22和图23中流程图所示的处理。
首先，检测确定部件237基于由边界确定部件234在边界确定处理1和2中获得的黑区域61A和61B或黑区域65A或65B的边界位置，以及信号类型识别结果Sout获得的输入图像信号6的分辨率，计算图像区域62的宽度(垂直宽度V2或水平宽度H2)(图22中的步骤S161)。接下来，检测确定部件237确定图像区域62的宽度是否等于或大于下限值设置部件236设置的下限值(步骤S162)。
当确定图像区域62的宽度低于下限值(步骤S162N)时，确定图像区域62是黑场景等，并且为了避免错误检测黑带区域，将黑带区域的检测数计数器的值重置为0(步骤S163)。然后，除了终止黑带检测确定处理(“返回”)以及在图11的步骤S18中终止整个黑带检测处理(步骤S18Y)的情况，黑带检测处理返回至黑带检测开始处理(步骤S11)，并从头开始。
同时，当确定图像区域62的宽度等于或大于下限值(步骤S162Y)时，检测确定部件237确定是否满足条件表达式(检测数计数器的值＝0)和(再检测数设置部件235设置的再检测数≠0)(步骤S164)。当确定满足上面的条件表达式(步骤S164Y)时，它是第一个黑带检测，并因此不可能比较当前检测结果与之前检测结果。因此，照现在的样子维持两个检测到的(上和下侧或左和右侧)黑带区域的边界位置和图像区域62的宽度(步骤S165)，并且检测数计数器的值增加一。因此，除了终止黑带检测确定处理(“返回”)以及在图11的步骤S18中终止整个黑带检测处理(步骤S18Y)的情况，黑带检测处理返回至黑带检测开始处理(步骤S11)，并再次执行。
同时，当确定没有满足步骤S164中的条件表达式(步骤S164N)时，检测确定部件237确定是否将再检测数设置为0(图23中的步骤S167)。当确定再检测数被设置为0(步骤S167Y)时，除了已确立的黑带检测(步骤S170Y)的情况，将两个检测到的(上和下侧或右和左侧)黑带区域的边界位置以及图像区域62的宽度照现在的样子输出至图像处理部件3，作为黑带检测结果Kout(步骤S172)，并将黑带区域的检测数计数器的值重置为0(步骤S163)。因此，除了终止黑带检测确定处理(“返回”)以及在图11的步骤S18中终止整个黑带检测处理的情况(步骤S18Y)，黑带检测处理返回至黑带检测开始处理(步骤S11)，并再次执行。
当确定在步骤S170黑带检测已确定(步骤S170Y)时，检测确定部件237确定黑带区域的宽度是否改变。当其改变时，检测确定部件237确定是否仅两个黑带检测区域的宽度之一大幅度改变(步骤S171)。当只有其中一个大幅度改变(步骤S171Y)时，检测确定部件237确定图像区域62是黑场景等，并且为了避免错误检测黑带区域，将黑带区域的检测数计数器的值重置为0(步骤S163)。因此，不输出黑带检测结果Kout，并终止黑带检测确定处理(“返回”)。同时，当确定不是仅其中一个大幅改变(步骤S171N)时，处理进行到步骤S172，输出黑带检测结果Kout(步骤S172)，并将黑带区域的检测数计数器的值设置为0(步骤S163)。因此，终止黑带检测确定处理(“返回”)。
当在步骤S167确定再检测数被设置为除了0之外的值(为1或更大的值)时(步骤S167N)，表示黑带区域的检测数是1或更多。因此，检测确定部件237确定之前检测中的图像区域62的宽度是否对应于当前检测中的(步骤S168)。如果不是(步骤S168N)，错误检测的可能性很大。为了避免该错误检测，将黑带区域的检测数计数器的值重置为0(步骤S163)。因此，不输出黑带检测结果Kout，并终止黑带检测确定处理(“返回”)。同时，当确定之前检测中的图像区域62的宽度对应于当前检测中的时(步骤S168Y)，检测确定部件237确定检测数计数器的值是否在设定再检测数之下(步骤S169)。当确定检测数计数器的值在设置的再检测数之下(步骤S169Y)时，照现在的样子维持两个检测到的黑带区域的边界位置和图像区域62的宽度(步骤S165)，且检测数计数器的值增加1。因此，终止黑带检测确定处理(“返回”)，并除了在图11的步骤S18中终止整个黑带检测处理(步骤S18Y)的情况，黑带检测处理返回至黑带检测开始处理(步骤S11)，并再次执行。
同时，当在步骤S169中确定检测数计数器的值不低于设置的再检测数(等于再检测数)(步骤S169N)时，处理进行到步骤S170至S172，并如上所述，输出黑带检测结果Kout并确定是否黑带检测确定处理终止。
当如上所述终止黑带检测确定处理时，在步骤S18确定是否整个黑带检测处理终止。当不终止整个黑带检测处理(步骤S18N)时，重复步骤S11至S16的处理。当终止整个黑带检测处理(步骤S18Y)时，终止整个黑带检测处理。
接下来，参考图24至28详细描述在上面黑带检测处理中包括的黑带检测部件2和图像处理部件3中的输入图像信号的高宽比调整处理，其是本发明的特征之一。图24是方位(aspect)调整处理的流程图。
首先，黑带检测部件2中的信号类型识别部件221识别输入图像信号6的类型(步骤S0)，并向检测部件23和图像处理部件3中的计算部件31输出识别结果Sout。
接下来，根据信号类型识别结果Sout和输入图像信号的亮度信号Yin，黑带检测部件2执行图11(以及图12A至图23)所示的一系列黑带检测处理S11至S18(步骤S1)，并向计算部件31输出黑带检测结果Kout。
然后，在黑带检测处理S1中，在图16、17、19和20所示的边界确定处理1和2的步骤S126、S129、S146和S149中在测量区域64B中是否只存在包括消隐区域60的黑带区域，例如，如图25A至25C所示进行确定。即，例如，如图25A至25C中所示，在确定是否只在图像区域62的上侧存在黑带区域61A(包括消隐区域60)时，也通过使用水平后沿长度Hbp和水平前沿长度Hfp进行确定。
具体的，例如，如图25A所示，当水平后沿长度Hbp和水平前沿长度Hfp对应测量区域64B的水平方向的宽度(在这种情况下，基本区域64A的水平方向的宽度)时，确定不存在图像区域62或者黑带区域中的字幕等，并在测量区域64B中只出现黑带区域。
而且，例如，如图25B所示，当在测量区域64B中存在图像区域62时，根据作为测量结果的水平后沿长度Hbp和水平前沿长度Hfp是否对应预置的水平后沿长度Hbp0和预置的水平前沿长度Hfp0，确定图像区域62的存在还是不存在。具体的，水平后沿长度Hbp和水平后沿长度Hbp0的组合或水平前沿长度Hfp和水平前沿长度Hfp0的组合中的至少一个互相相同，确定存在图像区域62。如图25B所示，通过由输入图像信号的类型确定的水平长度Hbp1和当设置测量区域64B时确定的水平长度Hbp2之间的差，确定水平后沿长度Hbp0(Hbp0＝Hbp1-Hbp2)。通过由输入图像信号的类型确定的水平长度Hfp1和当设置测量区域64B时确定的水平长度Hfp2之间的差，确定水平前沿长度Hfp0(Hfp0＝Hfp1-Hfp2)。
而且，例如，如图25C所示，当在测量区域64B中不存在图像区域62(只存在黑带区域61A)以及在黑带区域61A中出现字幕63B时，作为测量结果的水平后沿长度Hbp和水平前沿长度Hfp大于预置的水平后沿长度Hbp0和预置的水平前沿长度Hfp0。因此，在该情况下，首先，确定图像区域62基本上不存在。其原因如下。即，如果确定包括字幕63B的区域的图像区域存在，将在后面所述的高宽比调整中进行错误调整。然而，为了避免字幕63B的丢失，除了作为测量结果的水平后沿长度Hbp和水平前沿长度Hfp，还使用作为测量结果的垂直后沿长度Vbp和垂直前沿长度Vfp(在图25C的情况下，使用垂直后沿长度Vbp)，并因此容易获得字幕63B的位置。可以根据每个组合帧显示或不显示字幕63B。因此，直到由黑带检测处理确立检测，才将垂直后沿长度Vbp或垂直前沿长度Vfp的最小值设置为字幕63B的位置。
如上所述，在确定在测量区域64B中是否只存在包括消隐区域60的黑带区域时，也通过使用水平后沿长度Hbp和水平前沿长度Hfp的值进行确定。因此，不仅可以确定图像区域62而且可以确定黑带区域中字幕63B的存在。
再次参考图24进行描述。接下来，图像处理部件3中的计算部件31根据黑带检测部件2的黑带检测处理的前述结果(黑带检测结果Kout)和信号类型识别部件21的输入图像信号的类型识别结果Sout，执行处理(缩放比率算处理)以计算作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)的扩张比或压缩比(步骤S2)。具体的，执行图26和图27的流程图所示的处理。
首先，当计算部件31获取黑带检测结果Kout(和类型识别结果Sout)时(步骤S201)，根据这些结果确定黑带区域是否存在于输入图像信号(Yin、Uin、Vin)中(步骤S202)。具体的，根据基于类型识别结果Sout的输入图像信号的水平后沿长度、水平前沿长度、垂直后沿长度和垂直前沿长度是否分别对应于基于黑带检测结果Kout的水平后沿长度H1A、水平前沿长度H1B、垂直后沿长度V1A和垂直前沿长度V1B，来确定是否存在黑带区域。例如，当在输入图像信号中不存在黑带区域时，例如，如图28所示，基于类型识别结果Sout的上述值对应于基于黑带检测结果Kout的值。
当在步骤S202中确定不存在黑带区域时(步骤S202N)，计算部件31基于类型识别结果Sout，根据图像区域的显示尺寸来计算水平方向和垂直方向的缩放比(步骤S204和S205)。然后，计算部件31向缩放部件32输出计算结果Cout(步骤S205)。因此，缩放比计算处理终止。
同时，当在步骤S202中确定存在黑带区域时(步骤S202Y)，计算部件31确定当前黑带检测结果Kout是否从之前组合帧中的结果改变(水平后沿长度H1A、水平前沿长度H1B、垂直后沿长度V1A和垂直前沿长度V1B等的值是否改变)(步骤S206)。当确定没有从之前结果改变时(步骤S206N)，缩放比不必改变并可以维持现状。因此，缩放比计算处理终止。
同时，当在步骤S206确定存在从之前结果改变时(步骤S206Y)，计算部件31根据黑带检测结果Kout确定图像区域中是否有变化(例如，图12A和12B所示的图像区域的宽度H1和V2是否变化)(步骤S207)。当确定图像区域中没有变化时(步骤S207N)，计算部件31根据黑带检测结果Kout来确定是否扩张字幕区域(S209)。具体的，计算部件31确定是否减小上述如图12A所示的到包括垂直后沿的OSD63A最上端的长度V0A或到包括输入图像信号6的垂直前沿的字幕63B的最下端的长度V0B。当确定字幕区域减少或不改变这些值时(步骤S209N)，缩放比不必改变并可维持现状。因此，缩放比计算处理终止。
同时，当在步骤S207中确定图像区域中有改变(步骤S207Y)，并当在步骤S209中确定扩张字幕区域时(步骤S209Y)时，计算部件31根据黑带检测结果Kout(具体的，图像区域等的宽度H2和V2等)，确定在排除输入图像信号(Yin、Uin、Vin)的黑带区域之后为剩余区域的图像区域的高宽比(步骤S208)。然后，计算部件31确定水平方向和垂直方向的缩放比，以便可以根据显示尺寸防止丢失字幕，同时基于确定的高宽比和黑带检测结果Kout维持输入图像信号(Yin、Uin、Vin)的图像区域的高宽比(步骤S210和S211)。因此，缩放比计算处理终止。
具体的，例如，如图29A所示，当输入图像信号6中的黑带区域61A和61B中没有字幕时，执行输入图像信号6的缩放(高宽比调整)以便仅图像区域62成为在显示部件5的整个显示屏幕上显示的显示区域7，同时维持输入图像信号6的高宽比，以便避免黑带区域61A和61B阻挡观看。
同时，例如，如图29B所示，当在黑带区域61A和61B中分别有字幕63B1和63B2时，执行缩放同时维持输入图像信号6的高宽比，以避免丢失字幕63B1和63B2。而且，例如，如图29C所示，当一对黑带区域中的一个(在这种情况下，上和下侧的黑带区域61A和61B中的下侧黑带区域61B)有字幕(字幕63B)时，位置调整部件33如箭头P1所示调整位置，以便不会由于缩放部件32缩放图像信号以防止丢失字幕63B而在显示区域7中包括另一黑带区域(在这种情况下，上侧的黑带区域61A)。
当在显示部件5的部分显示屏幕中提供子窗口并在子窗口中显示图像信号时，图像处理部件3可执行高宽比调整处理，以便在整个子窗口上显示输入图像信号。
再次参考图24给出描述。缩放部件32根据计算部件31的计算结果Cout(缩放比)缩放作为输入图像信号的YUV信号(Yin、Uin、Vin)(步骤S3)。接下来，位置调整部件33对于缩放部件32缩放的图像信号进行例如上述图29C所示的位置调整以避免黑带区域中字幕的丢失(步骤S4)。最后，确定是否终止高宽比调整处理(步骤S5)。当确定不终止高宽比调整处理(步骤S5N)时，重复步骤S0至S4的处理。当确定终止高宽比调整处理(步骤S5Y)时，终止高宽比调整处理。
如上，根据黑带检测部件2的黑带检测结果Kout，执行图像处理部件3的图像处理(输入图像信号的高宽比调整处理)。
如上所述，在本实施例中，测量部件22测量在组合帧时间段内作为输入图像信号6的YUV信号(Yin、Uin、Vin)的测量区域64A和64B对于每个像素是否具有阈值Vt之下的信号电平。此外，根据测量结果，检测部件23检测在输入图像信号6中包括的黑带区域。因此，与相关技术相比，可以在更短时间内检测输入图像信号中包括的黑带区域。
而且，测量部件22和检测部件23根据对于每个像素信号电平是否低于阈值Vt的测量结果来检测黑带区域和图像区域之间的边界，根据检测边界的结果向之前测量区域添加或从其减去作为新的增量/减量值的之前增量/减量值的一半，来设置新的测量区域，顺序测量新的测量区域，并根据测量结果检测黑带区域。因此，可以在较短时间内检测输入图像信号6中包括的黑带区域。
而且，检测部件23中的检测确定部件237确定是否改变黑带区域的宽度，并且如果改变，则确定是否仅两个黑带检测区域中的一个大幅改变。因此，当仅其中之一大幅改变时，可以确定图像信号是黑场景等，并因此避免黑带区域的错误检测。结果，可能避免这种错误检测，并可以执行精确的黑带检测。
而且，因为可以在短时间内执行该精确黑带检测，所以图像处理部件3可以通过使用黑带检测结果Kout在短时间内执行最优图像处理。
而且，当维持在排除输入图像信号的黑带区域之后为剩余区域的图像区域的高宽比时，可以缩放输入图像信号。因此，通过使用缩放的图像信号而显示图像，与相关技术相比可以显示可视性极好的图像。
而且，也考虑黑带区域中字幕的存在执行图像信号的扩张或压缩。因此，可以显示包括黑带区域的图像而不丢失字幕。
而且，根据黑带区域中字幕的存在等，可以由位置调整部件33调整图像信号的显示位置。因此，可以提供更具可视性的图像。
而且，通过使用黑带检测部件2检测的黑带检测结果Kout，可以高速执行图像处理。因此，可以根据输入图像信号中的改变再计算缩放比，并可以实时调整高宽比。
已参考实施例描述本发明。然而，本发明并不限制于该实施例，并可以进行各种修改。
例如，在上面的实施例中，已描述其中在图像区域上和下存在黑带区域的CinemaScope图像信号的黑带检测，或其中在图像区域左和右存在黑带区域的侧板图像信号的黑带检测。然而，可能通过组合上面的黑带检测，在四个方向上检测黑带区域，即，图像区域的上、下、左和右侧的黑带区域。
而且，在上面实施例中，已描述通过使用测量部件22的测量结果由二进制搜索执行黑带检测的情况。然而，由黑带检测部件2进行的黑带检测方法并不限制于此，并可以是在组合帧时间段内检测黑带的任何方法。
而且，在上面实施例中，已描述向其输入YUV信号的图像显示器。然而，本发明也应用于诸如PC之类直接向其输入RGB信号的图像显示器等。当如上述直接输入RGB信号时，不必执行矩阵转换，并因此矩阵电路41是不必要的。
而且，在上面实施例中，已将TV作为图像显示器的特定示例进行描述。然而，本发明的图像显示器也应用于PDA(个人数字助理)、移动电话等。
本领域技术人员可以理解，取决于设计需求和其他因素可以发生各种修改、组合、子组合和变化，只要它们在所附权利要求书或其等效物的范围内。
权利要求
1.一种图像信号处理装置，包括黑带检测装置，用于在组合帧时间段中检测输入图像信号中包括的黑带区域；计算装置，用于根据来自黑带检测装置的检测结果计算输入图像信号的缩放比率同时维持其高宽比；以及缩放装置，用于根据通过计算装置获得的比率放大或缩小输入图像信号。
2.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中缩放装置放大或缩小输入图像信号以便在显示单元的整个屏幕上显示输入图像信号。
3.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中计算装置根据输入图像信号的切换再计算所述比率。
4.根据权利要求1的图像信号处理装置，其中缩放装置放大或缩小输入图像信号，以便不丢失在检测到的黑带区域中包括的字幕。
5.根据权利要求4的图像信号处理装置，包括调整装置，用于对经放大或缩小的图像信号调整显示位置以便不丢失字幕。
6.根据权利要求1的图像信号处理装置，进一步包括测量装置，用于在所述组合帧时间段内测量输入图像信号的指定测量区域中每个像素是否具有低于阈值的信号电平，其中黑带检测装置根据来自测量装置的测量结果检测黑带区域。
7.根据权利要求6的图像信号处理装置，其中黑带检测装置检测从测量区域端部继续的、信号电平低于阈值的像素的像素数量，并沿着测量区域的端部执行检测处理，以确定所检测像素数的最小值为黑带区域的宽度。
8.根据权利要求6的图像信号处理装置，包括基本区域提供装置，用于提供作为要测量的基本部分的基本区域；增量/减量值提供装置，用于提供测量区域中的增量/减量值；以及测量区域确定装置，用于根据所述基本区域和增量/减量值确定测量区域，其中增量/减量值提供装置将增量/减量值重置为之前值的一半，所述测量区域确定装置根据黑带检测装置是否检测到黑带区域和图像区域之间的边界，通过向之前测量区域添加或从其减去新的增量/减量值而选择性地重置新测量区域，并且所述测量装置对新的测量区域执行测量。
9.根据权利要求8的图像信号处理装置，其中测量装置同时测量两个方向上的测量区域，所述两个方向即水平方向和垂直方向。
10.一种图像显示器，包括黑带检测装置，用于在组合帧时间段中检测输入图像信号中包括的黑带区域；计算装置，用于根据来自黑带检测装置的检测结果计算输入图像信号的缩放比率同时维持其高宽比；缩放装置，用于根据通过计算装置获得的所述比率放大或缩小输入图像信号；以及显示装置，用于基于经缩放的图像信号显示图像。
11.根据权利要求10的图像显示器，进一步包括测量装置，用于在所述组合帧时间段内测量输入图像信号的指定测量区域中每个像素是否具有低于阈值的信号电平，其中黑带检测装置根据来自测量装置的测量结果检测黑带区域。
12.据权利要求10的图像显示器，包括基本区域提供装置，用于提供作为要测量的基本部分的基本区域；增量/减量值提供装置，用于提供测量区域中的增量/减量值；以及测量区域确定装置，用于基于所述基本区域和增量/减量值确定测量区域，其中增量/减量值提供装置将增量/减量值重置为之前值的一半，测量区域确定装置根据黑带检测装置是否检测到黑带区域和图像区域之间的边界，通过向之前测量区域添加或从其减去新的增量/减量值而选择性地重置新测量区域，并且测量装置对新的测量区域执行测量。
13.一种图像显示方法，包括如下步骤在组合帧时间段内检测输入图像信号中包括的黑带区域；根据黑带区域的检测结果，计算输入图像信号的缩放比率同时维持其高宽比；基于所获得的比率，放大或缩小输入图像信号；以及基于经缩放的图像信号显示图像。
14.一种图像信号处理装置，包括黑带检测部件，在组合帧时间段内检测输入图像信号中包括的黑带区域；计算部件，基于来自黑带检测部件的检测结果计算输入图像信号的缩放比率同时维持其高宽比；缩放部件，基于通过计算部件获得的所述比率放大或缩小输入图像信号。
15.一种图像显示器，包括黑带检测部件，在组合帧时间段内检测输入图像信号中包括的黑带区域；计算部件，基于来自黑带检测部件的检测结果计算输入图像信号的缩放比率同时维持其高宽比；缩放部件，基于通过计算部件获得的所述比率而放大或缩小输入图像信号；以及显示部件，基于经缩放的图像信号显示图像。
全文摘要
提供一种图像信号处理装置、图像显示器和图像显示方法，能在较短时间内检测输入图像信号中包括的黑带区域，并实现更具可视性的图像。该图像信号处理装置包括黑带检测装置，用于在组合帧时间段内检测输入图像信号中包括的黑带区域；计算装置，用于根据来自黑带检测装置的检测结果计算输入图像信号的缩放比并同时维持其高宽比；以及缩放装置，用于根据通过计算装置获得的所述比率缩放输入图像信号。
文档编号H04N5/66GK101094354SQ200710137990
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者藤泽知市 申请人:索尼株式会社