专利名称：字幕区侦测方法
技术领域：
本发明涉及去交错(de-interlacing)转换，特别是涉及一种字幕区侦测方法，以 此来进行去交错。
背景技术：
一般的电视广播视频信号采用交错(interlaced)格式，例如NTSC、PAL、 SECAM，其以奇数场(field)及偶数场依序交错显示在电视机屏幕上，利用视觉暂留原理 来显示出帧(frame)的视频内容。交错视频信号仅需使用低频宽即可传送可接受的视频 质量；然而，其缺点是造成垂直分辨率的降低、线条或区域的闪烁(flicker)现象。一般 计算机显示器的视频信号则是采用非交错(non-interlaced)或循序(progressive)格式，其 是直接将帧的视频内容显示在计算机显示器上。为了让交错视频信号能够显示在循序信号格式的显示器(例如计算机的显示器) 上，必须先将交错视频信号转换为非交错/循序视频信号，这种格式转换处理过程称为 去交错(de-interlacing)或倍频循序。借助于去交错转换，将原本的奇数场(field)及偶数 场结合产生一个帧。视频信号的去交错转换方法可以归纳为下列两种空间(spatial)转换及时间 (temporal)转换。在空间转换中，仅使用同一场的像素(pixel)以产生新的像素，因此， 这种转换一般又称为场内(intra-field)转换。在时间转换中，使用相邻不同场的像素来产 生新像素，因此，这种转换一般又称为场间(inter-field)转换。通常，静止区是以时间上 或场间(inter-field)插补技术来进行去交错，而移动区则以空间上或场内(intra-field)插补 技术来进行去交错。一般来说，移动侦测(motion detection)通常采用同一奇偶数场(sameparity field)
相对应像素之间的差值来判断；差值大者表示有移动，差值小者表示没有移动。然而， 字幕区的背景如果有移动时，则可能将字幕区视为移动区来进行去交错，因而造成字幕 区的闪动现象。鉴于传统技术无法正确判断字幕区因而造成字幕区的闪动，因此亟需提出一种 新颖的移动侦测及去交错机制，用以正确侦测出字幕区，以利于去交错的进行。
发明内容
鉴于上述，本发明实施例提出一种字幕区的侦测方法，用以正 确侦测得到字幕 区，以此来进行去交错，而得以改善字幕区的闪动现象。根据本发明实施例，首先，对目前扫描线的每一目标像素进行字幕像素侦测， 用以判定目前扫描线的每一像素是否为字幕像素。计数前一帧的字幕像素的个数(spf)， 当其大于一预设值时，则将目前扫描线的字幕像素设为静止像素。计数目前帧的前一扫 描线的字幕像素的个数(spl)，当其大于一预设值时，则根据前一帧、后一帧，将目前扫 描线的部分非静止像素调整设定为静止像素。
根据一实施例，上述的字幕像素侦测步骤包含下列步骤。首先，进行目标像素 的移动侦测。侦测目标像素的相邻像素的亮度值，判定是否存在有特别大或特别小的亮 度值。接着，检查前一帧中，相应于目标像素的相邻像素的状态是否为静止。最后，侦 测目标像素是否位于字幕边界。
图1说明了三个连续帧的部分扫描线。图2示出了字幕像素的侦测方法的流程图。 图3示出了本发明实施例的字幕区侦测方法的流程图。图4说明了具有字幕的扫描线及其相应的前一帧、后一帧扫描线。主要元件符号说明21-24 字幕像素的侦测步骤31-38 字幕区侦测步骤PA、PC、PE前一帧的扫描线B、D 目前帧的扫描线NA、NC> NE 后一帧的扫描线pa、pb、pc、pd、pe 前一中贞的像素b、d目前帧的像素na、nc、ne 后一帧的像素
具体实施例方式图1说明了三个连续帧(亦即，前一帧、目前帧及后一帧)的部分扫描线。其 中，前一帧及后一帧为奇数场，而目前帧为偶数场。前一帧显示有扫描线PA、PC、ΡΕ, 目前帧显示有扫描线B、D，而后一帧则显示有扫描线NA、NC、ΝΕ。图2示出了字幕(subtitle)像素的侦测方法的流程图，用以侦测待去交错的目前 像素t(又称为目标像素)，以决定其是否可能为字幕像素。本实施例虽然以步骤21至 24依序侦测目标像素t，然而，这些步骤的顺序是可以变更的。再者，有些步骤可予以省 略，也可增加其它额外步骤。首先，以步骤21进行目标像素t的移动侦测(motion detection)。鉴于字幕出现 的时间一般都会维持数秒之久，以便观看者进行阅读。所以，对字幕区域进行移动侦测 时，至少二个以上的同奇偶数(same parity)场之间的差异会特别小。在本实施例中，上 述同奇偶数场的差异是通过测量相应于目标像素t的前一帧的多个像素点(例如，涵盖像 素pc的窗口中的多个像素)及后一帧的多个像素点(例如，涵盖像素nc的窗口的多个像 素)之间的绝对差之和(sum of absolute differences, SAD)。绝对差之和的值SAD可以 由下式表示
kSAD = Yj Iincl - pct )|其中，nCl代表后一帧的扫描线NC上的像素，PC1代表前一帧的扫描线PC上的
像素，k代表窗口的像素个数。
上述绝对差之和SAD如果小于一预设值T，则注明该目标像素t的状态为 静止(static)，并继续后续步骤；如果绝对差之和SAD大于预设值T，则注明为移动 (motion)，并结束图2的流程并决定该目标像素t不是字幕像素。接着，以步骤22侦测目标像素t的相邻像素(例如，目前帧中位于目标像素t上 方的像素b及下方的像素d，及位于前一帧中相应于目标像素t的像素pc)的亮度值，用 以侦测是否存在有特别大或特别小的亮度值。为了让字幕醒目并与背景产生区别，字幕 通常会使用深色(特别小亮度值)外框配合亮色(特别大亮度值)内字以加强对比。因 此，当步骤22侦测到特别大或特别小亮度值时，该目标像素t即可能位于字幕区，并继 续后续步骤；否则，结束图2的流程并决定该目标像素t不是字幕像素。在本实施例中， 步骤22由此判定像素b、d、pc是否具有特别大亮度值(大于预设值T2)或者是否具有特 别小亮度值(小于预设值Τ3)。亦即，1 >12或(1>12或？(；>12或1 <13或(1<13 或 pc < T3。然而，如果像素落于平滑区时(亦即一般的单调亮度值)，则上述步骤21及22 并不足以辨别出字幕。甚至，还有可能因而错误侦测出很多的字幕像素。因此，本实施 例继续以步骤23及24来做进一步的侦测。在步骤23，检查前一帧中，相应于目标像素t的相邻像素(例如，像素pb及pd) 的状 态是否为静止。如果为是，则继续后续步骤；否则，结束图2的流程并决定该目标 像素t不是字幕像素。在本实施例中，是检查像素pb及pd的状态是否均为静止。最后，在步骤24，侦测目标像素t是否位于字幕边界。字幕的边界一般具有下 列两种情形之一 (a)目标像素t的上下相邻扫描线(例如扫描线B和扫描线D)之间的 (绝对)差值很大；(b)目标像素t的上下相邻扫描线之间的(绝对)差值很小，但是，该 上下相邻扫描线与前一帧中相应目标像素t的扫描线(例如扫描线PC)之间的(绝对)差 值却很大。如果有情形(a)或(b)者，则判定目标像素为字幕像素；否则，结束图2的 流程并决定该目标像素t不是字幕像素。在本实施例中，情形(a)是判定扫描线B(涵盖 像素b)的窗口平均值和扫描线D(涵盖像素d)的窗口平均值的绝对差值是否大于一预设 值T4。亦即，|B_D|>T4。情形(b)是判定扫描线B (涵盖像素b)的窗口平均值和扫描 线D(涵盖像素d)的窗口平均值的绝对差值是否小于一预设值T5(亦即，|B_D|<T5)， 且扫描线B/扫描线D与扫描线PC (涵盖像素pc)的绝对差值是否大于预设值T4 (亦即， |B-PC| > T4 或 |D-PC| > T4)。图3示出了本发明实施例的字幕区侦测方法的流程图，可依据其所获得的移动 侦测结果来进行后续(未示出在流程中)的去交错。首先，在步骤31中，以图2的流程 依序对目前扫描线的每一目标像素进行字幕像素侦测，用以判定该扫描线的每一像素是 否为字幕像素。接着，在步骤32，计数前一帧的字幕像素的个数(subtitle pixels inprevious frame, spf)。由于相同的字幕会连续出现在多个帧中，因此，可通过前一帧的结果来得 知目前帧是否具有字幕。一般来说，一帧中字幕像素的个数(spf)够大时，即可能真正具
有字幕。当前一帧的字幕像素的个数(spf)大于一预设值T5时(步骤33)，则将目前扫描 线的字幕像素设为静止(static)像素(步骤34)；否则，即依据一般的移动侦测(步骤35)的结果来进行去交错。例如，以时间上或场间(inter-field)插补技术来进行静止区的去交 错，而以空间上或场内(intra-field)插补技术来进行移动区的去交错。接着，在步骤36， 计数(目前帧)前一扫描线的字幕像素的个数(subtitle pixels in previous scan line, spl)。 如果前一扫描线的字幕像素的个数(spl)大于一预设值T6(步骤37)，则目前扫 描线即为具有字幕的扫描线；否则，即依据一般的移动侦测(步骤35)的结果来进行去交 错。根据本实施例，可以由前一帧运算完的数据(例如spf)得知目前帧是否具有字幕。 为了节省额外记录信息的储存空间，字幕区的位置则由目前帧的数据(例如spl)来得到。经判定为具有字幕的扫描线当中，有些像素为静止的，而有些像素则不是静 止。如果“非静止”像素所对应的前一帧像素及后一帧像素之间的绝对差值小于一预设 值T7，则以步骤38将其调整设定为静止(static)像素。图4说明了具有字幕的扫描线及 其相应的前一帧、后一帧扫描线。在此实例中，具有字幕的扫描线的第三像素t3为非静 止像素，其相应的前一帧像素为pc3，相应的后一帧像素为nc3。如果像素nc3和像素pC3 的绝对差值小于预设值T7(亦即，|nc-pc| < T7)，则将像素t3调整设定为静止像素。根据本实施例，可使得字幕区及其邻近区域判定为静止区，使其移动侦测不受 背景移动的影响，并以时间上或场间(inter-field)插补技术来进行该静止区的去交错。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用以限定本发明的所附权利要求书的 范围；任何其它在未脱离发明所揭示的精神下完成的等效改变或修饰，均应包含在所附 权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种字幕区侦测方法，包含对目前扫描线的每一目标像素进行字幕像素侦测，用以判定该目前扫描线的每一像 素是否为字幕像素；计数前一帧的字幕像素的个数(spf)；当该前一帧的字幕像素的个数(spf)大于一预设值时，将该目前扫描线的字幕像素设 为静止像素；计数目前帧的前一扫描线的字幕像素的个数(spl)；以及当该前一扫描线的字幕像素的个数(spl)大于一预设值时，根据前一帧、后一帧，将 目前扫描线的部分非静止像素调整设定为静止像素。
2.根据权利要求1所述的字幕区侦测方法，其中上述的字幕像素侦测步骤包含下列步骤进行该目标像素的移动侦测；以及侦测该目标像素的相邻像素的亮度值，判定是否存在有特别大或特别小的亮度值。
3.根据权利要求2所述的字幕区侦测方法，其中上述目标像素的移动侦测步骤包含测量相应于该目标像素的前一帧的多个像素点及后一帧的多个像素点之间的绝对差 之和(SAD)；其中该绝对差之和(SAD)如果小于一预设值，则注明该目标像素的状态为静止，否 则，注明为移动。
4.根据权利要求2所述的字幕区侦测方法，其中上述的相邻像素包含目前帧中位于该 目标像素上方的像素及下方的像素，及位于前一帧中相应于该目标像素的像素。
5.根据权利要求2所述的字幕区侦测方法，其中上述的字幕像素侦测步骤还包含 检查前一帧中，相应于该目标像素的相邻像素的状态是否为静止。
6.根据权利要求5所述的字幕区侦测方法，其中上述的字幕像素侦测步骤还包含 侦测该目标像素是否位于字幕边界。
7.根据权利要求6所述的字幕区侦测方法，其中上述字幕边界的侦测步骤包含 判定目前扫描线的上一扫描线的窗口平均值和下一扫描线的窗口平均值的绝对差值是否大于一预设值。
8.根据权利要求6所述的字幕区侦测方法，其中上述的字幕边界的侦测步骤包含 判定目前扫描线的上一扫描线的窗口平均值和下一扫描线的窗口平均值的绝对差值是否小于一预设值，且该上一扫描线/该下一扫描线与前一帧的相应扫描线的绝对差值 是否大于一预设值。
9.根据权利要求1所述的字幕区侦测方法，如果目前扫描线的非静止像素所对应的前 一帧像素及后一帧像素之间的绝对差值小于一预设值，则进行该静止像素的调整设定步 骤。
10.根据权利要求1所述的字幕区侦测方法，当该前一帧中字幕像素个数(spf)小于 该预设值时，则判定该目前扫描线不是字幕区，并以场间插补技术来进行静止区的去交 错，或以场内插补技术来进行移动区的去交错。
11.根据权利要求1所述的字幕区侦测方法，当该目前帧的前一扫描线的字幕像素的个数(spl)小于该预设值时，则判定该目前扫描线不是字幕区，并以场间插补技术来进行 静止区的去交错，或以场内插补技术来进行移动区的去交错。
12.根据权利要求1所述的字幕区侦测方法，在该静止像素的调整设定步骤之后，以 场间插补技术来进行静止区的去交错。
全文摘要
一种字幕区侦测方法。首先，对目前扫描线的每一目标像素进行字幕像素侦测，用以判定目前扫描线的每一像素是否为字幕像素。计数前一帧的字幕像素的个数(spf)，当其大于一预设值时，则将目前扫描线的字幕像素设为静止像素。计数目前帧的前一扫描线的字幕像素的个数(spl)，当其大于一预设值时，则根据前一帧、后一帧，将目前扫描线的部分非静止像素调整设定为静止像素。
文档编号H04N5/14GK102014267SQ20091017312
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者陈滢如 申请人:奇景光电股份有限公司