CN101193213A - 字幕检测装置、字幕检测方法以及下拉信号检测设备 - Google Patents

字幕检测装置、字幕检测方法以及下拉信号检测设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了字幕检测装置、字幕检测方法以及下拉信号检测设备，其中，一种字幕检测装置包括延迟单元(21)，用于延迟当前帧图像以输出前一帧图像；当前特征检测单元(41)，用于接收当前帧图像以检测每个区域中的字幕特征；前一特征检测单元(42)，用于从延迟单元接收前一帧图像以检测每个区域中的字幕特征；字幕出现区域检测单元(43、46、47)，用于基于当前帧图像的每个区域中的特征和前一帧图像的每个区域中的特征之间的时间变化来检测字幕出现的区域；以及字幕消失区域检测单元(45、51、52)，用于基于来自当前特征检测单元的当前帧图像的每个区域中的特征和前一帧图像的每个区域中的特征之间的时间变化来检测字幕消失的区域。

Description

字幕检测装置、字幕检测方法以及下拉信号检测设备
技术领域
本发明的一个实施例涉及用于在视频帧中检测字幕存在的字幕检测装置和字幕检测方法，以及使用了字幕检测装置以及字幕检测方法的下拉信号检测设备。
背景技术
众所周知，在电影和类似物的视频信号帧中，经常将用于显示由演员等所讲的剧本的字幕设置在屏幕的下部。因为这些条字幕信号可能对检验视频信号有影响，有时确认字幕信息当前是否被包含在视频信号帧中是必要的。
例如，在日本专利申请KOKAI公开的第8-212231(专利文献1)中所披露的字幕检测方法中，将图像分成多个区域，在每个区域中计算字幕的特征总数，基于特征总数确定每个区域中是否包括字幕，将具有字幕的区域数目在行方向和列方向上投影，且基于投影结果确定字幕是否被包含在图像中。
然而，在专利文献1中所披露的字幕检测方法中，由于在某个时刻确定字幕信息是否被包含在屏幕中，存在在确定视频信号帧中存在多少运动时很难进行视频运动和字幕之间的区分的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种字幕检测装置、一种字幕检测方法以及能够在字幕和视频中字符之间进行区别的下拉信号检测设备。
用于实现该目的的一个实施例是字幕检测装置，包括：
延迟单元(21)，其延迟当前帧图像以输出前一帧图像；
当前特征检测单元(41)，其接收当前帧图像以检测每个区域中的字幕特征；
前一特征检测单元(42)，其从延迟单元接收前一帧图像以检测每个区域中的字幕特征；
字幕出现区域检测单元(43、46、47)，其基于来自当前特征检测单元的当前帧图像的每个区域中的特征和来自前一特征检测单元的前一帧图像的每个区域中的特征之间的时间(temporal)变化来检测字幕出现的区域；以及
字幕消失区域检测单元(45、51、52)，其基于来自当前特征检测单元的当前帧图像的每个区域中的特征和来自前一特征检测单元的前一帧图像的每个区域中的特征之间的时间变化来检测字幕消失的区域。
因此，可以提供能够区别视频中字幕和字符的字幕检测装置、字幕检测方法以及下拉信号检测设备。
将在以下描述中阐明本发明的其他目的和优点、且部分地从说明书中可以显而易见、或者可以通过本发明的实施而得知。可以通过下文中特别指出的手段和组合来实现和获得本发明的目的和优点。
附图说明
附图被并入并且构成本说明书的一部分，其示出了本发明的实施例，并且和上述给出的一般描述以及下面给定的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明实施例的字幕检测装置的配置实例的框图；
图2是示出在根据本发明实施例的字幕检测装置中的确定方法的实例的流程图；
图3是示出在根据本发明实施例的字幕检测装置中的确定方法的另一实例的流程图；
图4是示出已装备根据本发明实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备的配置实例的框图；以及
图5是示出广播接收设备的配置实例的框图，其中，使用了包括装备有根据本发明实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备的帧内插单元。
具体实施方式
将参考附图详细地描述本发明的实施例。
<根据本发明的一个实施例的字幕检测装置>
(配置)
参考图1描述根据本发明实施例的字幕检测装置。图1是示出根据本发明实施例的字幕检测装置的配置实例的框图。
参见图1，字幕检测装置30包括提供有当前帧信号的当前帧字幕块(block)检测输出单元41、提供有前一帧信号的前一帧字幕块检测输出单元42、提供有当前帧字幕块检测输出单元41和前一帧字幕块检测输出单元42的输出的逻辑电路43、逻辑电路44和逻辑电路45。
字幕检测装置30还包括对来自逻辑电路43的信号进行计数的屏幕内字幕出现(emergence)块计数器46、执行与字幕出现确定电平进行比较的比较器47、对来自逻辑电路44的信号进行计数的屏幕内字幕显示中(in-display)块计数器49、执行与字幕显示中确定电平进行比较的比较器50、对来自逻辑电路45的信号进行计数的屏幕内字幕消失块计数器51、执行与字幕消失确定电平进行比较的比较器52、字幕帧确定单元48、接收来自逻辑电路43的信号的字幕出现块识别单元53、接收来自逻辑电路44的信号的字幕显示中块识别单元54、以及接收来自逻辑电路45的信号的字幕消失块识别单元55。
字幕特征检测单元41包括提供有当前帧信号(亮度信号)的水平LPF 61和垂直HPF 62、执行与垂直高频成分比较电平进行比较的比较器63、小区域内垂直高频像素计数器64、比较器65以及逻辑电路71。将计数器64的输出提供给比较器65，比较器65将计数器64的输出与垂直高频成分确定电平进行比较，且比较器65将比较结果提供给逻辑电路71。
字幕特征检测单元41还包括小区域内动态范围计算电路66和比较器67。将当前帧信号(亮度信号)提供给小区域内动态范围计算电路66，其计算当前帧信号的小区域中的动态范围。比较器67将小区域中的动态范围与动态范围比较电平进行比较。
字幕特征检测单元41还包括比较器68、小区域内高亮度像素计数器69、以及比较器70。将当前帧信号(亮度信号)提供给比较器68，其将当前帧信号与亮度比较电平进行比较。小区域内高亮度像素计数器69接收比较器68的比较结果以对小区域中的高亮度像素的数目进行计数。比较器70将计数结果与高亮度像素数目比较电平进行比较。
类似地，处理前一帧信号的字幕特征检测单元42具有与字幕特征检测单元41基本上相同的结构。字幕特征检测单元42包括提供有前一帧信号(亮度信号)的水平LPF 81和垂直HPF 82、执行与垂直高频成分比较电平进行比较的比较器83、小区域内垂直高频像素计数器84、比较器85以及逻辑电路91。将计数器84的输出提供给比较器85，比较器85将计数器84的输出与垂直高频成分确定电平进行比较，且比较器85将比较结果提供给逻辑电路91。
字幕特征检测单元42还包括小区域内动态范围计算电路86和比较器87。将前一帧信号(亮度信号)提供给小区域内动态范围计算电路86，其计算前一帧信号的小区域中的动态范围。比较器87将小区域中的动态范围与动态范围比较电平进行比较。
字幕特征检测单元42还包括比较器88、小区域内高亮度像素计数器89、以及比较器90。将前一帧信号(亮度信号)提供给比较器88，其将前一帧信号与亮度比较电平进行比较。小区域内高亮度像素计数器89接收比较器88的比较结果以对小区域中的高亮度像素的数目进行计数。比较器90将计数结果与高亮度像素数目比较电平进行比较。
将字幕检测窗提供给逻辑电路71和91。
(操作)
具有上述配置的字幕检测单元30通过以下操作来检测字幕的存在、出现以及消失。图2是示出实施例的字幕检测装置中的确定方法的实例的流程图。图3是示出实施例的字幕检测装置中的确定方法的另一个实例的流程图。
图2和图3的流程图的每一步可以用电路块(circuit block)替换。因此，每个流程图的所有步骤可以重新定义为块。
第一处理操作
将详细描述由实施例的字幕检测单元30所执行的第一处理操作。参见图2的流程图，在字幕检测单元30中，当比较器47(和字幕出现确定电平进行比较)的结果是肯定的，且同时，比较器50(和字幕显示中确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器52(和字幕消失确定电平进行比较)的结果是否定时(步骤S11中的“是”)，字幕帧确定单元48确定“字幕出现”在该帧中(步骤S15)。
反之，当步骤S11的确定结果是否定时(步骤S11中的“否”)，流程转到步骤S12。当比较器47(和字幕出现确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器50(和字幕显示中确定电平进行比较)的结果是肯定的，且同时，比较器52(和字幕消失确定电平进行比较)的结果是否定时(步骤S12中的“是”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕被显示”(步骤S16)。
反之，当步骤S12的确定结果是否定时(步骤S12中的“否”)，流程转到步骤S13。当比较器47(和字幕出现确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器50(和字幕显示中确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器52(和字幕消失确定电平进行比较)的结果是肯定时(步骤S13中的“是”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕消失”(步骤S17)。
反之，当步骤S13的确定结果是否定时(步骤S13中的“否”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕不存在”(步骤S14)。
第二处理操作
将具体描述由实施例的字幕检测单元30所执行的第二处理操作。参见图3的流程图，在字幕检测单元30中，当比较器47(和字幕出现确定电平进行比较)的结果是肯定的，且同时，比较器50(和字幕显示中确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器52(和字幕消失确定电平进行比较)的结果是否定时(步骤S21中的“是”)，字幕帧确定单元48确定“字幕不存在”的至少任意数量的帧是否被延续至上一帧(步骤S25)。当至少任意数量的帧被延续时(步骤S25中的“是”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕出现”(步骤S27)。当至少任意数量的帧未被延续时(步骤S25中的“否”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕不存在”(步骤S24)。
反之，当步骤S21的确定结果是否定时(步骤S21中的“否”)，流程转到步骤S22。当比较器47(和字幕出现确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器50(和字幕显示中确定电平进行比较)的结果是肯定的，且同时，比较器52(和字幕消失确定电平进行比较)的结果是否定时(步骤S22中的“是”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕被显示”(步骤S28)。
反之，当步骤S22的确定结果是否定时(步骤S22中的“否”)，流程转到步骤S23。当比较器47(和字幕出现确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器50(和字幕显示中确定电平进行比较)的结果是否定的，且同时，比较器52(和字幕消失确定电平进行比较)的结果是肯定时(步骤S23中的“是”)，字幕帧确定单元48确定至少任意数量的帧的“字幕被显示”是否被延续到前一帧(步骤S26)。当至少任意数量的帧被延续时(步骤S26中的“是”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕消失”(步骤S29)。当至少任意数量的帧未被延续时(步骤S26中的“否”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕不存在”(步骤S24)。
反之，当步骤S23的确定结果是否定时(步骤S23中的“否”)，字幕帧确定单元48确定在该帧中“字幕不存在”(步骤S24)。
因此，该实施例的字幕检测装置可以通过至少两种方法来确定每帧中的字幕状态。
<已装备根据本发明的一个实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备>
下面，将描述已装备该实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备。图4是示出使用了该实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备的配置实例的框图。
在图4中详细示出的下拉信号检测设备119包括延迟单元21、水平和垂直LPF 22和23、帧间差分绝对值电路24、小区域内积分电路25、动态块确定电路26、屏幕内动态块计数器27、动态帧确定电路28、以及下拉图案检测电路29。将当前帧信号提供给延迟单元21。分别将当前帧信号和前一帧信号提供给水平和垂直LPF 22和23。帧间差分绝对值电路24检测水平和垂直LPF 22和23的输出之间的差值。小区域内积分电路25对差值执行积分处理。动态块确定电路26确定是否存在动态块。屏幕内动态块计数器27对动态块的数目进行计数。动态帧确定电路28参照动态帧确定电平以确定是否存在动态帧。下拉图案检测电路29基于动态帧确定电路28的确定结果来检测是否存在下拉图案。
在具有图4的配置的下拉信号检测设备119中，将来自延迟单元21的当前帧信号和前一帧信号经由水平和垂直LPF 22和23提供给帧间差分绝对值电路24。帧间差分绝对值电路24确定每个小区域中帧之间的差值，且小区域内积分电路25执行积分。将积分结果提供给动态块确定电路26，且动态块确定电路26执行与动态块确定电平的比较以确定其中有运动被观察到的块。
在这一点上，动态块数量计数禁用信号生成电路31通过接收来自字幕检测装置30输出的字幕帧确定输出、字幕出现块标记、字幕出现块号、字幕消失块标记、以及字幕消失块号来执行处理。在检测下拉信号中，屏幕内动态块计数器27不计算不是屏幕原有运动的字幕的出现和消失，而仅计算真正图像的运动。
因此，即使字幕出现和消失，因为屏幕内动态块计数器27不将字幕的出现和消失计算在内，所以动态帧确定电路28可以与动态帧确定电平进行比较以正确地确定在给定的视频信号中是否存在真实运动。因此，可以仅确定正确的下拉视频信号，且随后的下拉图案检测单元29可以精确地检测，例如，2-3下拉信号和2-2下拉信号。
<具有包括装备有根据本发明一个实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备的帧内插设备的广播接收设备>
图5是示出广播接收设备的配置实例的框图，其中，使用了包括下拉信号检测设备的帧内插设备。在下拉信号检测设备中，使用了实施例的字幕检测装置。
在广播接收设备10中，使用了装备有该实施例的字幕检测装置的下拉信号检测设备。参见图5，广播接收设备10包括调谐器111、MPEG解码器114、IP转换单元和定标单元(scaling unit)115、图像质量校正单元116、帧内插设备117以及显示器113。调谐器111通过接收模拟表面波、模拟卫星波、数字表面波或数字卫星波来输出音频和视频信号。MPEG解码器114对音频和视频信号执行MPEG解码处理。IP转换单元和定标单元115对所解码的信号执行IP转换和定标处理。图像质量校正单元116执行图像质量校正处理。帧内插单元117对给定的60Hz(在欧洲是50Hz)的视频信号执行帧内插处理以输出双倍速率的120Hz(在欧洲是100Hz)的视频信号。显示器113根据已执行内插处理的视频信号显示视频。
当将包括该实施例的字幕检测装置30的下拉信号检测设备119应用到广播接收设备10的帧内插设备117时，基于不受字幕是否存在的影响的正确确定，可以获得屏幕内动态块计数的数目。
在传统技术中，视频屏幕中字幕的存在导致这种问题：信号被错误地识别为下拉信号或下拉信号被错误地识别为通常的视频信号，因此由于没选择新的内插处理单元118和118-2而产生故障。
通过上述描述的多个实施例，本领域技术人员可以实现本发明，而且本领域技术人员将进一步理解，可以容易地进行不同的改变和修改，且在不具备创造性能力的情况下，本发明可以被应用到多个实施例中。因此，本发明覆盖了与所披露的原理和新颖性一致的宽范围，且不限于上述的实施例。
本领域技术人员将很容易地想到其他的优点和修改方式。因此，本发明在其较宽的方面并不限于在此示出和描述的具体细节和典型的实施例。因此，在不背离如由所附权利要求和它们的等同物所限定的一般创造性概念的精神或范围的情况下，可以进行不同的修改。

Claims (9)

1.一种字幕检测装置，其特征在于，所述装置包括：
延迟单元(21)，用于延迟当前帧图像以输出前一帧图像；
当前特征检测单元(41)，用于接收所述当前帧图像以检测每个区域中的字幕特征；
前一特征检测单元(42)，用于从所述延迟单元接收所述前一帧图像以检测每个区域中的字幕特征；
字幕出现区域检测单元(43、46、47)，用于基于来自所述当前特征检测单元的所述当前帧图像的每个区域中的特征和来自所述前一特征检测单元的所述前一帧图像的每个区域中的特征之间的时间变化来检测所述字幕出现的区域；以及
字幕消失区域检测单元(45、51、52)，用于基于来自所述当前特征检测单元的所述当前帧图像的每个区域中的特征和来自所述前一特征检测单元的所述前一帧图像的每个区域中的特征之间的所述时间变化来检测所述字幕消失的区域。
2.根据权利要求1所述的字幕检测装置，其特征在于，还包括：字幕显示中区域检测单元(44、49、50)，所述字幕显示中区域检测单元基于来自所述当前特征检测单元的所述当前帧图像的每个区域中的特征和来自所述前一特征检测单元的所述前一帧图像的每个区域中的特征之间的所述时间变化来检测正显示所述字幕的区域。
3.根据权利要求2所述的字幕检测装置，其特征在于，还包括：确定单元(48)，所述确定单元基于来自所述字幕出现区域检测单元、所述字幕消失区域检测单元以及所述字幕显示中区域检测单元的所述字幕出现区域的数目、所述字幕显示中区域的数目以及所述字幕消失区域的数目来确定在所述当前帧中所述字幕是否不存在、所述字幕是否出现、所述字幕是否正被显示或所述字幕是否消失。
4.根据权利要求2所述的字幕检测装置，其特征在于，还包括确定单元(48)，其中，
当在屏幕中确定所述字幕出现的区域数目不比预定数目少，且同时，在所述屏幕中确定正被显示的所述字幕的区域数目不比预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕消失的区域数目不比预定数目多时，所述确定单元确定在所述帧中所述字幕出现，
当在所述屏幕中确定所述字幕出现的区域数目不比所述预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕正被显示的所述区域数目不比所述预定数目少，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕消失的区域数目不比所述预定数目多时，所述确定单元确定在所述帧中所述字幕正被显示，
当在屏幕中确定所述字幕出现的区域数目不比所述预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕正被显示的所述区域数目不比所述预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕消失的所述区域数目不比所述预定数目少时，所述确定单元确定在所述帧中所述字幕消失，以及
当所述条件不符合上述任何类型时，所述确定单元确定在所述帧中所述字幕不存在。
5.根据权利要求4所述的字幕检测装置，其特征在于，在所述字幕不存在的任意数量的帧被延续之后，当在屏幕中确定所述字幕出现的区域数目不比预定数目少，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕正被显示的区域数目不比预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕消失的区域数目不比预定数目多时，所述确定单元确定在帧中所述字幕出现，以及
在所述字幕正被显示的任意数量的帧被延续后，当在所述屏幕中确定所述字幕出现的区域数目不比预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕正被显示的区域数目不比所述预定数目多，且同时，在所述屏幕中确定所述字幕消失的区域数目不比所述预定数目少时，所述确定单元确定在所述帧中所述字幕消失。
6.根据权利要求1所述的字幕检测装置，其特征在于，所述当前特征检测单元包括：
计数器(64)，用于对具有幅度不低于所述当前帧图像中的预定值的垂直高频成分的像素数进行计数；
动态范围计算单元(66)，用于计算所述当前帧图像的动态范围；以及
计数器(69)，用于对具有亮度不低于所述当前帧图像中的预定值的像素数进行计数。
7.一种下拉信号检测设备，其特征在于，所述设备包括：
差分电路(24)，用于检测当前帧图像的帧和从所述当前帧图像延迟的前一帧图像的帧之间的差值；
确定单元(26)，用于基于所述差值来确定被观察到运动的块；
字幕检测单元(30)包括：当前特征检测单元(41)，用于接收所述当前帧图像以检测特征；前一特征检测单元(42)，用于接收所延迟的前一帧图像以检测每个区域中的特征；字幕出现区域检测单元(43、46、47)，用于基于来自所述当前特征检测单元的所述当前帧图像的每个区域中的特征和来自所述前一特征检测单元的所述前一帧图像的每个区域中的特征之间的时间变化来检测所述字幕出现的区域；以及字幕消失区域检测单元(45、51、52)，用于基于来自所述当前特征检测单元的所述当前帧图像的每个区域中的特征和来自所述前一特征检测单元的所述前一帧图像的每个区域中的特征之间的所述时间变化来检测所述字幕消失的区域；
计数器(27)，用于通过从由所述动态块确定单元所确定的被观察到运动的块中减去由所述字幕检测单元所检测到的所述字幕出现和所述字幕消失的块来执行计数；
确定单元(28)，用于根据所述计数器的计数数目来确定动态帧；以及
检测单元(19)，用于当由所述确定单元所确定的所述动态帧是下拉模式时，输出指示下拉信号被检测到的信号。
8.根据权利要求7所述的下拉信号检测设备，其特征在于，还包括：
调谐器(111)，用于接收和解调广播信号以输出帧图像信号，且将所述帧图像信号提供给所述差分电路；
帧内插单元(117)，用于基于由所述检测单元检测的所述下拉信号的存在或不存在来对来自所述调谐器的所述帧图像信号执行帧内插处理；以及
显示单元(113)，用于接收视频信号以根据所述视频信号在屏幕上显示视频，所述视频信号被所述帧内插单元插入到所述帧中。
9.一种字幕检测方法，其特征在于，所述方法包括：延迟当前帧图像以输出前一帧图像；
接收所述当前帧图像以检测每个区域中的字幕特征；
接收所述前一帧图像以检测每个区域中的字幕特征；以及
基于所述当前帧图像的每个区域中的所述特征和所述前一帧图像的每个区域中的所述特征之间的时间变化来检测所述字幕出现的区域和所述字幕消失的区域。
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