CN101388981A - 视频图像处理设备和视频图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种视频图像处理设备，包括：指定模块(72b，72g，72h)，其被配置为允许从显示的视频图像指定对象；检测模块(72c)，其被配置为检测显示的视频图像中是否存在该对象；以及控制模块(72d，72e)，其被配置为在检测模块(72c)检测到存在该对象的情况中，从所显示的视频图像剪切包括该对象的预定区域进行显示。

Description

视频图像处理设备和视频图像处理方法
技术领域
本发明涉及适合应用于例如数字TV广播接收设备的视频图像处理设备和视频图像处理方法。
背景技术
众所周知，近年来TV广播的数字化已经得到的发展。例如，在日本，不仅启动了卫星数字广播(诸如广播卫星(BS)数字广播和110度通信卫星(CS)数字广播，而且还启动了地面数字广播。
在被配置为接收这种数字广播的数字TV广播接收设备中，通过使用现有的高度复杂的数字视频图像处理技术来对接收到的视频图像数据应用广泛的各种视频图像编辑处理是可能的。在这种情形下，需要开发以更加用户友好的方式来显示视频图像的技术。
公开号为2004-173104号的日本专利申请KOKAI公开披露了一种用于将显示在大尺寸视频图像显示设备上的视频图像显示在小尺寸终端装置屏幕上的技术。当在小尺寸的终端装置上显示大尺寸显示器上的视频图像时，使用相机拍摄用户的眼球来识别用户在大尺寸显示屏幕上的观看点，并且从大尺寸屏幕上剪切掉以观看点为中心的视频图像，以在小尺寸终端装置的屏幕上进行显示。
发明内容
鉴于上述情形提出了本发明，并且其目的在于提供一种视频图像处理设备和视频图像处理方法，其能够从显示在屏幕上的视频图像进行自动剪切，以显示包括由用户指定的对象的预定区域，从而提供一种更易于观看的新型视频图像显示形式。
根据本发明的一个方面，提供了一种视频图像处理设备，包括：指定模块，被配置为从基于接收到的视频图像信号的视频图像指定对象；识别模块，被配置为从接收到的视频图像信号中可视地识别该对象；以及控制模块，被配置为从接收到的视频图像信号提取对应于被配置为包括该对象的预定区域的视频图像信号，控制模块还被配置为输出所提取的视频图像信号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种视频图像处理方法，包括：从基于接收到的视频图像信号的视频图像指定对象；从接收到的视频图像信号中可视地识别该对象；以及从接收到的视频图像信号中提取对应于包括识别出的对象的预定区域的视频图像信号，并输出所提取的视频图像信号。
在上述配置和方法中，从显示视频图像指定一个对象，以及在该对象存在于显示图像中的情况中，从所显示的视频图像剪切掉对应于包括该对象的预定区域的视频图像以进行输出。因此，自动从显示在屏幕上的视频图像剪切掉包括由用户指定的对象的预定区域是可能的，从而可以得到更加易于观看的新型视频图像显示形式。
本发明的其他目的和优点将在下面的描述中阐述，并且部分地将通过描述而变得显而易见，或通过实施本发明而了解。本发明的可以通过下文中特别指出的多种手段或其组合而实现和获得这些目的和优点。
附图说明
结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与上述的概括性描述和下述实施例的详细描述一起用于说明本发明的原理。
图1是示出了本发明的实施例的视图，该视图示意性说明了数字TV广播接收设备和以数字TV广播接收设备作为主部件而构成的网络系统的实例；
图2是用于说明根据本发明实施例的数字TV广播接收设备中的主信号处理系统的框图；
图3是用于说明根据本发明实施例的数字TV广播接收设备的遥控器的外形图；
图4是用于说明根据本发明实施例的设置在数字TV广播接收设备中的目标视频图像控制器的实例的框图；
图5是根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备中执行的主处理操作的一部分的流程图；
图6是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备中执行的主处理操作的其余部分的流程图；
图7是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的实例的视图；
图8是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的另一实例的视图；
图9是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的另一实例的视图；
图10是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的另一实例的视图；
图11是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的另一实例的视图；
图12是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的另一实例的视图；以及
图13是用于说明根据本发明实施例的在数字TV广播接收设备上显示的视频图像的另一实例的视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。图1示意性地示出了将在本发明实施例中描述的数字TV广播接收设备11的外观，以及以数字TV广播接收设备11作为主部件构成的网络系统的实例。
数字TV广播接收设备11主要包括：薄机壳12；以及支撑底座13，用于直立支撑机壳12。机壳12包括诸如提供有液晶显示面板的平板显示器的视频图像显示器14、一对扬声器15、操作模块16、和用于接收由遥控器17发送的操作信息的光接收模块18。
数字TV广播接收设备11被配置为具有可拆卸装载其上的第一存储卡19，诸如SD(安全数字)存储卡、MMC(多媒体卡)、或记忆棒。包括TV节目的信息和照片记录在第一存储卡19中并从其再生。
数字TV广播接收设备11还被配置为具有可拆卸装载其上的携带有例如接触信息的第二存储卡(IC(集成卡)卡)20。接触信息记录在第二存储卡20中，并从其再生。
数字TV广播接收设备11包括第一LAN(局域网)端子21、第二LAN端子22、USB(通用串行总线)端子23、和IEEE(电气和电子工程师协会)1394端子24。
第一LAN端子21用作LAN指定HDD专用端口并在LAN指定HDD(硬盘驱动器)25中以及从HDD中再生信息，LAN指定HDD是通过EthernetTM连接至第一LAN端子21的NAS(网络连接存储器)。
由于将第一LAN端子21用作了LAN指定HDD专用端口，因此，不管网络环境和网络使用的条件如何，均在HDD 25中稳定记录高分辨率图像质量节目信息是可能的。
此外，第二LAN端子22被用作通过EthernetTM的公共LAN指定端口。例如，第二LAN端子22可以经由网络集线器26连接至LAN指定HDD 27、PC(个人计算机)28、和具有数字广播接收功能的HDD内置DVD(数字通用光盘)记录装置29，用于相互交换信息。
相对于DVD记录装置29，经由第二LAN端子22传送的数字信息只是控制系统的信息，因此，在DVD记录器29和数字TV广播接收设备11之间需要模拟信号传输路径30，以传输模拟视频图像和音频信息。
第二LAN端子22经由连接至网络集线器26的宽带路由器31连接至诸如互联网的网络32，以经由网络32与PC 33移动电话34交换信息。
USB端子23被用作公共USB指定端口。例如，USB端子23经由网络集线器35连接至移动电话36、数码相机37、用于存储卡的卡读取器/写入器38、HDD 39、小键盘40、以及其他USB装置，用于相互交换信息。
IEEE 1394端子24用于串行连接至例如，AV(音频-视频图像)-HDD 41、D-VHS(数字视频家庭系统)42，用于相互交换信息。
图2示出了数字TV广播接收设备11中的主信号处理系统。具体地，在BS/CS数字广播信号天线43处接收到的数字卫星广播信号经由输入端子44被提供至数字卫星广播调谐器45，从而选择期望频道的广播信号。
然后，由调谐器45选择的广播信号被提供至PSK(相移键控)解调器46，在此从接收到的广播信号解调出TS(传输流)。然后将TS提供至TS解码器47，将其解码并分离成数字视频图像信号和数字音频信号，然后将其输出至信号处理器48。
经由输入端子50将在用于地面广播接收的天线49处接收到的数字地面电视广播信号提供至数字地面广播调谐器51，从而选择期望频道的广播信号。
然后，由调谐器51选择的广播信号被提供至OFDM(正交频分多路复用)解调器52，在此处对TS进行解调。然后将TS提供至TS解码器53，将其解码并分离成数字视频图像信号和数字音频信号，然后将其输出至信号处理器48。
经由输入端子50将在用于地面广播接收的天线49处接收到的模拟地面电视广播信号提供至模拟地面广播调谐器54，从而选择期望频道的广播信号。由调谐器54选择的广播信号被提供至模拟解调器55，将其解调为模拟视频图像信号和模拟音频信号，然后将其输出至信号处理器48。
信号处理器48被提供用于选择性地分别对由TS解码器47和53提供的数字视频图像信号和音频信号施加数字信号处理，并将这些信号输出至图形处理器56和音频处理器57。
信号处理器48连接至多个输入端子(该实施例中为四个)58a、58b、58c、和58d。这些输入端子58a、58b、58c、和58d可以接收来自数字TV广播接收设备11外部的模拟视频图像信号和音频信号。
信号处理器48选择性地将分别由模拟解调器55或输入端子58a至58d提供的模拟视频图像信号和音频信号数字化，对数字化的视频图像信号和音频信号施加预定的数字信号处理，然后将这些信号输出至图形处理器56和音频处理器57。
图形处理器56具有将由OSD信号产生器59产生的OSD(屏幕上显示)信号叠加到由信号处理器48提供的数字视频图像信号上的功能。图形处理器56还被配置为选择性地输出信号处理器48的视频图像输出信号和OSD信号产生器59的OSD输出信号，以及被配置为输出这两个输出信号以在屏幕上同时显示这两个独立的视频图像。
从图形处理器56输出的数字视频图像信号被提供至视频图像处理器60。视频图像处理器60将输入的数字视频图像信号转换为可以由视频图像显示器14显示的格式的模拟视频图像信号。然后，视频图像处理器60将该模拟视频图像信号输出至用于显示视频图像的视频图像显示器14，并经由输出端子61将其传送至外部。
音频处理器57将输入的数字音频信号转换为可以由扬声器15再生的格式的模拟音频信号。然后，音频处理器57将该模拟音频信号输出至用于再生声音的扬声器15，并经由输出端子62将其传送至外部。
数字TV广播接收设备11的所有操作，包括上述各种接收操作，全部由控制器63控制。控制器63装配有内置的用于控制每个模块的CPU(中央处理单元)63a，从而响应于从操作模块16接收到的操作信息或由遥控器17发送的经由光接收模块18的操作信息来适当地反映其操作内容。
在这种情况下，控制器63主要使用其中存储有由CPU 63a执行的控制程序的ROM(只读存储器)63b、用于为CPU 63a提供工作区的RAM(随机存取存储器)63c、以及其中存储有各种设置信息和控制信息的非易失性存储器63d。
控制器63经由卡I/F(接口)64连接至卡座65，其中，第一存储卡19可拆卸地装载至该卡座。这允许控制器63经由卡I/F64与装载至卡座65的第一存储卡19交换信息。
控制器63还经由卡I/F 66连接至卡座67，其中，第二存储卡20可拆卸地装载至该卡座。这允许控制器63经由卡I/F 66与装载至卡座67的第二存储卡20交换信息。
控制器63还进一步经由通信I/F 68连接至第一LAN端子21。这允许控制器63经由通信I/F 68与连接至第一LAN端子21的LAN指定HDD 25交换信息。在这种情况中，控制器63具有DHCP(动态主机配置协议)服务器功能，用于通过为连接至第一LAN端子21的LAN指定HDD 25分配互联网协议(IP)地址进行控制。
控制器63还进一步经由另一通信I/F 69连接至第二LAN端子22。这允许控制器63经由通信I/F 69与连接至第二LAN端子22的每个装置(见图1)交换信息。
控制器63进一步经由USB I/F 70连接至USB端子23。这允许控制器63经由USB I/F 70与连接至USB端子23的每个装置(见图1)交换信息。
控制器63进一步经由IEEE 1394 I/F 71连接至IEEE 1394端子24。这允许控制器63经由IEEE 1394 I/F 71与连接至IEEE 1394端子24的每个装置(见图1)交换信息。
控制器63包括目标视频图像控制器72。尽管目标视频图像控制器72的细节将在稍后描述，但是目标视频图像控制器72控制允许用户从显示在视频图像显示器14上的视频图像指定特定对象的功能、从显示在视频图像显示器14上的视频图像剪切掉包括指定对象的预定区域的功能、以及允许用户指定该对象相对于全部剪切区域的尺寸和位置的功能，以及控制检测指定的对象是否存在于显示在视频图像显示器14上的视频图像中的功能，以及控制将包括指定对象(如果指定对象存在于视频图像中)的剪切区域作为子屏幕在视频图像显示器14上进行显示的功能。
从而，在由用户指定的对象存在于显示在视频图像显示器14上的视频图像中的情况中，该对象以由用户预先指定的尺寸和位置显示在于视频图像显示器14的屏幕中预定位置显示的子屏幕上，而不管该对象在视频图像显示器14的屏幕中的原始位置。即，由用户指定的对象周围的视频图像作为子屏幕以不同于整个视频图像的方式进行显示，从而可以获得更加用户友好的新的视频图像显示形式。
图3是遥控器17的外形图。遥控器17主要包括：电源键17a、输入切换键17b、用于卫星数字广播的直接频道选择键17c、用于地面广播的直接频道选择键17d、指针键17e、光标键17f、输入键17g、节目导航键17h、页切换键17i、滚动键17j、返回键17k、结尾键17l、用于蓝色、红色、绿色、和黄色的颜色键17m、频道向上/向下键17n、音量控制键17o、菜单键17p等。
图4示出了目标视频图像控制器72的实例。目标视频图像控制器72包括输入端子72a。经由天线43、49和端子21至24将已经进行了预定解调处理和解码处理的数字视频图像信号提供至输入端子72a。
然后，将提供至输入端子72a的数字视频图像信号分别提供至视频图像捕获模块72b、指定视频图像识别模块72c、指定视频图像提取模块72d、和输出视频图像产生模块72e。
视频图像捕获模块72b根据信号经由控制端子72f接收对象指定请求信号，根据该信号，以帧为单位捕获提供至输入端子72a的数字视频图像信号，并将捕获的视频图像信号分别输出至对象信息提取模块72g和输出视频图像产生模块72e。提供至控制端子72f的对象指定请求信号还被提供至输出视频图像产生模块72e。
对象信息提取模块72g对由视频图像捕获模块72b提供的视频图像信号执行由对象指定UI(用户界面)模块72h提供的对象指定信号指定的对象的视频图像识别，基于视频图像识别结果提取对象视频图像信号，并将对象视频图像信号输出至指定的视频图像识别模块72c。
对象信息提取模块72g还基于从对象指定UI模块72h提供的对象指定信号执行从所显示的视频图像剪切掉包括该对象的预定区域，以及设置该对象相对于整个剪切区域的尺寸和位置。
对象指定UI模块72h基于经由控制端子72i提供至其的用户操作信息产生对象指定信号，并将产生的对象指定信号输出至对象信息提取模块72g。当用户对操作单元16或遥控器17进行操作时产生上述用户操作信息，并还将其提供至输出视频图像产生模块72e。
指定视频图像识别模块72c使用由对象信息提取模块72g提供的对象视频图像信号来对输入的视频图像信号执行对象的视频图像识别，并将识别结果输出至指定视频图像提取模块72d。此时，指定视频图像识别模块72c还将表示基于之前设置的剪切区域中的对象的相对尺寸和位置所显示的视频图像的剪切掉的区域的位置的信息输出至指定视频图像提取模块72d。
指定视频图像提取模块72d基于由指定视频图像识别模块72c提供的识别结果来从输入的视频图像信号提取包括该对象的剪切区域，并将提取的视频图像信号输出至输出视频图像产生模块72e。然后，输出视频图像产生模块72e基于对象指定请求信号和用户操作信息来经由输出端子72j选择性地输出或以叠加的方式输出提供至输入端子72a的视频图像信号、由视频图像捕获模块72b捕获的视频图像信号、以及从指定视频图像提取模块72d输出的提取的视频图像信号。
然后，从输出端子72j输出的数字视频图像信号被提供至信号处理器48、在信号处理器48中进行预定数字信号处理、以及如上所述，由图形处理器56和视频图像处理器60进行处理、以及作为视频图像显示在视频图像显示器14上。
下面将参照图5和图6来具体描述使用具有上述配置的数字TV广播接收设备11的目标视频图像控制器72执行的主要处理操作。当开始处理时(步骤1)，用户在步骤S2中产生对象指定请求。
当用户操作遥控器17的菜单键17p跟随具有层级结构的菜单屏幕选择对象指定请求屏幕上的“对象指定请求”时，产生对象指定请求。
当已经由用户产生了对象指定请求时，对象指定请求信号被提供至视频图像捕获模块72b。当接收对象指定请求信号时，视频图像捕获模块72b在步骤S3中以帧为单位捕获提供至输入端子72a的数字视频图像信号。
由视频图像捕获模块72b捕获的数字视频图像信号被提供至对象信息提取模块72g，以及被提供至输出视频图像产生模块72e，其中，该数字视频图像信号作为视频图像显示在视频图像显示器14上。因此，在视频图像显示器14上显示图7所示的静止图像。
然后，在步骤S4中，用户显示指针P用于在如图8所示的视频图像显示器14上显示的静止图像上指定对象。当用户在基于对象指定请求显示静止图像的状态中操作遥控器17的指针键17e时，使得能够显示指针P。
之后，在步骤S5中，用户在显示在视频图像显示器14上的静止图像上移动指针P，以指定给定对象(例如，图8中的球B)。对于用户来说，通过操作遥控器17的滚动键17j来沿用户期望的方向在静止图像上移动指针P是可能的。
通过接收来自遥控器17的指针键17e或滚动键17j的操作信息的输出视频图像产生模块72e来执行指针P的移动，或者执行以叠加方式在由视频图像捕获模块72b捕获的且显示在视频图像显示器14上的静止图像上显示指针P。
由对象指定UI模块72h分析来自遥控器17的指针键17e和滚动键17j的操作信息，从而将指针P的位置提供至对象信息提取模块72g作为对象指定信号。因此，对象信息提取模块72g可以在视频图像捕获模块72b中捕获的视频图像信号上确定由指针指定的对象。
当用户使用指针P在显示在视频图像显示器14上的静止图像上指定指定对象，并操作遥控器17的输入键17g时，在步骤S6中，输出视频图像产生模块72g使静止图像上的指定对象高亮，例如，相对于图像其余部分点亮指定的对象。
还是在这种情况中，输出视频图像产生模块72e通过接收来自遥控器17的输入键17g的操作信息来控制由指针P指定的对象的高亮显示。由对象指定UI模块72h分析来自遥控器17的输入键17g的操作信息，并且得到的信息被提供至对象信息提取模块72g。因此，对象信息提取模块72g可以将在视频图像捕获模块72b中捕获的视频图像信号上的检测到的对象识别为视频图像，并基于视频图像识别结果产生对象视频图像用于输出。
然后，用户在步骤S7中检测静止图像上的高亮对象是否正确。当检测到该对象不正确(否)时，用户操作遥控器17的返回键17k。响应于此，输出视频图像产生模块72e停止该对象的高亮显示，以及对象信息提取模块72g停止产生对象视频图像信号。此外，该流程返回到步骤S5，在此处使用指针P再一次指定对象。
当在步骤S7检测到静止图像上的高亮对象正确(是)时，在步骤S8中用户操作遥控器17的输入键17g。因此，对象信息提取模块72g检测到已经完成了对象指定，并将作为被识别的对象的视频图像识别结果的对象视频图像信号输出至指定视频图像识别模块72c。
在步骤S9中，对象信息提取模块72g执行控制来从静止图像自动剪切包括指定对象的预定区域，并将对应于剪切区域的视频图像作为子屏幕进行显示。因此，如图9所示，在其中心显示对象(球B)的子屏幕74显示在视频图像显示器14上显示的整个视频图像[主(父母)屏幕73]的预定位置处(在图9的情况中，为右下角)。
此后，在步骤S10中，对象信息提取模块72g基于用户的操作来指定对象相对于整个子屏幕74的尺寸和位置。对象在子屏幕74中的尺寸由用户操作遥控器17的频道向上/向下键17n来指定。
例如，当用户沿频道向上方向操作频道向上/向下键17n时，就增加了该对象的尺寸；而当用户沿频道向下方向操作频道向上/向下键17n时，就减小了该对象的尺寸。子屏幕74中的对象位置由用户操作遥控器17的光标键17f并沿上下和左右方向来移动子屏幕74中显示的视频图像来指定。
因此，如图10所示，指定对象相对于整个子屏幕74的尺寸和位置。图10中，该对象(球B)在尺寸上增加为大于主(父母)屏幕73上所显示的球的尺寸，并且位于子屏幕74的下部中心处。表示该对象相对于整个子屏幕74的尺寸和位置的设置信息被从对象信息提取模块72g提供至指定视频图像识别模块72c。
如上所述，在已经在视频图像捕获模块72b中捕获的静止图像上指定了对象，以及在已经检测到了对象在包括指定对象的剪切区域(子屏幕74)上的尺寸和位置后，在步骤S11中，对象信息提取模块72g检测到由用户执行的设置操作已经完成。
然后，在步骤S12中，指定的视频图像识别模块72c使用视频图像图案识别算法(video image patternrecognition algorithm)对对应于由对象信息提取模块72g提供的对象视频图像信号，来以帧为单位搜索经由输入端子72a提供至其的视频图像信号来寻找视频图像(对象)，以及在步骤S13中，检测该对象是否存在于每个视频图像帧中。
当检测到该对象存在时(是)，指定视频图像识别模块72c将剪切信息发送至指定视频图像提取模块72d，剪切信息表示根据表示该对象的放大倍数和位置的设置信息而将要从输入的视频图像信号中剪切掉的区域其中，该信息由对象信息提取模块72g提供。
然后，在步骤S14中，指定视频图像提取模块72d根据由指定视频图像识别模块72c提供的剪切信息来执行从输入的视频图像信号的屏幕剪切，并将得到的提取视频图像信号输出至输出视频图像产生模块72e。输出视频图像产生模块72e将提取的视频图像信号与输入的视频图像信号进行组合，以使提取视频图像信号作为子屏幕进行显示，并输出合成的视频图像信号。
因此，在该对象(球B)存在于主(父母)屏幕73上的情况中，如图11所示在子屏幕74上以之前指定的尺寸或位置处显示该对象。从而，用户可以以放大方式在子屏幕74上观看由他或她自己指定的对象的周围区域的视频图像，从而可以得到更加用户友好的新的视频图像显示形式。
在步骤S15中，目标视频图像控制器72检测是否已经由用户经由对象指定UI模块72h发出子屏幕显示处理的结束请求。子屏幕显示处理的结束请求由用户在子屏幕74显示状态中操作遥控器17的结束键17l来产生。
当检测到还未发出结束请求时(否)，流程返回至步骤S12，从该步骤重复以帧为单位搜索对象的输入数字视频图像信号的处理。
当检测到已经发出了结束请求时(是)，目标视频图像控制器72在步骤S16中与用户确认是否他或她想要结束子屏幕显示处理。在该确认中，目标视频图像控制器72在视频图像显示器14上显示两个选项“结束”或“不结束”，以及如下消息“是否结束子屏幕显示处理？”。然后，用户通过操作遥控器17的光标键17f来选择选项中的一个，随后按下输入键17g来执行所选择的处理。
当在步骤S16中检测到还未接收到结束子屏幕显示处理的确认时(否)，目标视频图像控制器72的流程返回步骤S12，从该步骤重复以帧为单位搜索对象的输入数字视频图像信号的处理。当在步骤S16中检测到已经接收到了结束子屏幕显示处理的确认时(是)，结束该流程(步骤S18)。
当在步骤S13中检测到在输入的视频图像帧中不存在对象时(否)，目标视频图像控制器72在步骤S17中检测在输入的视频图像帧中不存在该对象的状态是否持续预定的时间段。当检测到目标的不存在没有持续预定时间段时(否)，流程返回步骤S12。当检测到目标的不存在已经持续了预定时间时(是)，流程转换到步骤S16。
根据上述实施例，当用户从所显示的视频图像预先指定他或她想要注意的对象且在输入的视频图像中存在指定的对象时，根据之前指定的尺寸和位置剪切包括该对象的预定区域，并将其作为子屏幕进行显示。即，用户指定的对象的周围区域的视频图像作为子屏幕以与整个视频图像分离的方式进行显示，从而可以得到更加用户友好的新的视频图像显示形式。
当检测到视频图像捕获模块72b中捕获的静止图像上的对象时，该对象以一定的放大倍数显示在包括该对象的剪切区域的中央部分。优选地，在用户可操作性方面，可以利用遥控器17以好像用户操作录像机等的方式(即，优选地使用遥控器17实现摇镜头、平铺显示、放大、和缩小控制)来实现设置该对象相对于整个剪切区域的尺寸和位置。例如，当将屏幕摇向右侧时，对象相对移向左侧；然而当屏幕摇向上侧时，对象向下移动。该运动控制是通过G传感器感测这样的运动来实现的。
在对象具有复杂的形状的情况中，诸如选择了一个人的脸，则难以只通过从静止图像的一个帧获取的对象视频图像信号来从输入的视频图像识别出该个人。在这种情况中，从多个不同的角度获取该目标个人的脸，并将获取的这些视频图像连接成一个对象。通过该方法，可以增加对象识别精度。此外，通过调用在之前的观看时间中已经注册的对象视频图像信号，可以实现高精度的识别而无需在每次观看时都进行不同的设置。
此外，可以采用一种配置，在该配置中，每次都输入从不同的角度对同一对象进行拍摄而得到多个视频图像，并自动由用户进行选择。例如，在足球的情况中，一次输入三个视频图像，“投掷的全景图”、“喜欢球队的球门前区域”、以及“对手球队的球门前区域”。用户可以从这些视频图像选择包括他或她最喜欢的对象的图像。
此外，可以采用一种配置，在该配置中，只有剪切区域(子屏幕部分)被记录并且只再生记录的子屏幕部分用于观看。这对用户是有利的。
此外，可以采用一种配置，在该配置中，如图12所示，包括由用户设置的对象的剪切区域被显示为主(父母)屏幕73，而整个视频图像被显示为子屏幕74。在这种情况中，表示主(父母)屏幕73的显示部分的帧75位于子屏幕74中，从而允许用户识别整个图像的哪部分显示在主(父母)屏幕73上。
此外，可以采用一种配置，在该配置中，指定两个或更多的对象以同时进行识别。在这种情况中，检测被识别对象之间的相对位置。例如，将球和球门柱指定为对象，并基于它们在屏幕上的尺寸和它们之间的距离来测量它们之间的相对距离。当这两个对象相互接近并且它们之间的距离达到预定值时，将包括这两个对象的剪切区域作为子屏幕74进行显示。
此外，可以采用一种配置，在该配置中，对象存在的部分可以通过向使用视频图像图案识别算法识别出来的对象粘贴标签76作为标记(如图13所示)、或以补色使识别出的对象高亮(闪)来表示。此外，在这种情况中，可以指定两个或更多的对象。
此外，利用视频图像图案识别算法有可能强调识别出的对象就好像它是通过散焦该对象的背景而突然出现的。
在包括目标的多个帧持续的情况下，当在检测对象和设置剪切区域之后对每个帧进行放大显示时，在每个帧的剪切区域之间出现细微抖动。由于剪切区域的视频图像是以放大的方式进行显示的，因此该抖动是高度可视的，这使得难以看出对象及其周围的区域。
因此，在包括目标的多个帧持续的情况下，对这些视频图像帧进行适当的稀疏以使抖动不易被察觉。具体地，在剪切区域之间执行测量对象抖动并且使其中相对于基准位置替换对象位置的帧变稀疏的方法，或可以使用测量剪切区域中对象的帧抖动周期，并且使用测量的周期使帧稀疏的方法。
在指定对象之后改变屏幕中对象尺寸的情况中，自动调整剪切区域中的对象的放大倍数，以使显示在剪切屏幕上的对象的尺寸总是保持恒定。具体地，可以使用改变剪切屏幕的尺寸同时保持对象的放大倍数恒定的方法、或改变对象的放大倍数同时保持剪切屏幕的尺寸恒定的方法。
此外，为了在之前在剪切屏幕上设置的位置处显示对象，可以采用计算对象的平面视频图像的几何中心或质心、并将计算出来的位置放置在剪切屏幕上设置的位置上的方法。
如上所述使用视频图像图案识别算法从整个显示的视频图像中检测指定的对象的技术可以应用于录像机。在这种情况中，例如，当在以放大模式指定目标主题(对象)后以缩小模式显示整个视图时，使用诸如将标签76附加至对象的技术，从而不会看不到该对象。
此外，在以放大方式在剪切屏幕上显示对象的情况下，当对象被放大为超过了原始视频图像的分辨率时，视频图像质量会劣化。在该情况中，使用超分辨率技术等以增强视频图像的质量。超分辨率技术被称作“帧内降级反向转换”并且尤其在放大处理中具有尖锐边缘以产生尖锐的视频图像、以及只从一个帧而不是从多个帧来产生放大的视频图像的特征。
处理步骤如下：首先，使用标准滤器由原始视频图像产生临时放大的视频图像，然后，补偿临时视频图像的像素值(亮度)以产生实际放大的视频图像。在补偿过程中，使用了叫做“凸投影”的技术。该技术具有以下特征：根据计算模型从临时放大的视频图像的像素值计算像素值、并将计算出的像素值和原始视频图像的像素值之间的差来反馈至放大的视频图像。关于边缘部分，还将使用凸投影的补偿应用于其自调和的点。
更具体地，该分辨率增强技术聚焦于剪切掉对象的一部分并且观察到其像素值的改变图案时的点，与像素改变图案相同的图案存在于剪切掉的部分附近，并且该技术还检测对应于存在于一个帧中的同一像素值改变图案的多个采样值的位置。即，Sobel滤波器等被用于从输入的低分辨率视频图像获取边缘，然后，获取关于该边缘的信息(例如，二进制图像)。
然后，在被检测为边缘的区域中搜索一个低分辨率像素和该低分辨率像素附近的具有相似亮度图案的多个相应点。为了执行亮度图案的相关性检测，可以使用SAD(绝对差之和)或SSD(方差之和)。此外，作为用于获取多个相应点的搜索方法，可以采用沿一个(x-轴或y-轴)方向以像素为单位设置搜索范围以及改变另一轴的分量的方法。在该情况中，通过改变另一轴的分量而得到的一些点被选择作为高相关性点的候选，以及诸如抛物线拟合的技术被用于估计以子像素为单位的相应点的坐标。
然后，低分辨率像素值和多个相应点的信息被用于计算高分辨率像素值。作为高分辨率像素值的具体计算方法，例如，已知一种POCS方法(见由S.Park等人所著的“超分辨率图像重建：技术纵览”的第29页)。在POCS方法中，使用双线性插值方法或立方卷积插值方法来预先计算高分辨率视频图像的临时像素值。尽管对于基于低分辨率视频图像的目标像素的相应点而得到的采样值(子像素单位)来说，需要通过以一个像素为单位安排的一组高分辨率视频图像的像素的像素值来进行再生，但是临时像素值通常不满足该要求。由于通过基于采样值将像素映射至高分辨率视频图像所得到的临时采样值与临时得到的像素值不一致，因此计算它们之间的差并且通过进行加法或减法来更新临时像素值来消除该差。该更新还在邻近的目标像素处进行，这影响临时像素值而将其正确值改变为不正确的值。为了解决该问题，对所有的采样点都重复多个更新处理。该更新处理的重复使得临时像素值逐渐接近正确值。通过多次重复更新处理而得到的视频图像被作为高分辨率视频图像输出。
本文中所描述的系统的各个模块可以实现为软件应用程序、硬件和/或软件模块、或一个或多个计算机(例如，服务器)上的多个部件。尽管单独示出了各个模块，但是它们可以共享同一底层逻辑或代码中的所有或一些。
本发明不限于上述实施例，并且在不背离本发明实际使用的精神和范围的条件下可以进行各种改进。此外，通过适当地组合这些实施例中披露的多个部件可以得到多个发明。例如，可以从这些实施例中所示的所有部件中删除一些部件。此外，适当地组合这些实施例的不同部件也是可能的。

Claims (12)

1.一种视频图像处理设备，其特征在于，包括：
指定模块(72b，72h)，被配置为从基于接收到的视频图像信号的视频图像指定对象；
识别模块(72c，72g)，被配置为从接收到的所述视频图像信号可视地识别所述对象；以及
控制模块(72d，72e)，被配置为从接收到的所述视频图像信号提取对应于被配置为包括所述对象的预定区域的视频图像信号，所述控制模块(72d，72e)还被配置为输出提取的视频图像信号。
2.根据权利要求1所述的视频图像处理设备，其特征在于，
所述识别模块(72c，72g)被配置为包括检测模块(72c)，所述检测模块被配置为从接收到的所述视频图像信号可视地检测所述对象，所述检测模块(72c)还被配置为检测所述对象是否存在；以及
当检测到所述对象存在时，所述控制模块(72d，72e)被配置为从接收到的所述视频图像信号提取对应于包括所述对象的所述预定区域的所述视频图像信号，并输出提取的所述视频图像信号。
3.根据权利要求1所述的视频图像处理设备，其特征在于，
当接收到从基于接收到的所述视频图像信号显示的所述视频图像指定所述对象的请求时，所述指定模块(72b，72h)被配置为使所显示的视频图像静止。
4.根据权利要求1所述的视频图像处理设备，其特征在于，所述控制模块(72d，72e)被配置为指定从接收到的所述视频图像信号提取的预定区域中显示的所述对象的尺寸或位置。
5.根据权利要求4所述的视频图像处理设备，其特征在于，
当改变基于接收到的所述视频图像信号显示的所述视频图像中的所述对象的尺寸时，所述控制模块(72d，72e)被配置为执行控制以保持提取的预定区域中显示的所述对象的所述尺寸为指定尺寸。
6.根据权利要求1所述的视频图像处理设备，其特征在于，
接收到的所述视频图像信号和由所述控制模块(72d，72e)提取的对应于所述预定区域的所述视频信号显示在同一屏幕上，从而它们之一作为主屏幕而另一个作为子屏幕进行显示。
7.根据权利要求6所述的视频图像处理设备，其特征在于，
在所述子屏幕中显示基于接收到的所述视频图像信号的所述视频图像，以及在所述主屏幕中显示基于对应于由所述控制模块(72d，72e)提取的所述预定区域的所述视频图像信号的视频图像的情况下，指示当前显示在所述主屏幕上的图像部分的指示符被配置为显示在所述子屏幕上。
8.根据权利要求1所述的视频图像处理设备，其特征在于，
当显示将要在由所述控制模块(72d，72e)提取的所述预定区域中显示的所述视频图像时，使接收到的所述视频图像信号的帧稀疏。
9.根据权利要求1所述的视频图像处理设备，其特征在于，
当显示将要在由所述控制模块(72d，72e)提取的所述预定区域中显示的所述视频图像时，将使用超分辨率技术的信号处理应用于接收到的所述视频图像信号。
10.一种视频图像处理设备，其特征在于，包括：
指定模块(72b，72g，72h)，被配置为从正被显示的视频图像指定对象；
检测模块(72c)，被配置为检测所述对象是否包括在所述正被显示的视频图像中；以及
控制模块(72d，72e)，被配置为响应于所述检测模块(72c)检测到存在所述对象的情况，并从所显示的所述正被显示的视频图像提取包括所述对象的预定区域。
11.一种视频图像处理方法，其特征在于，包括：
从基于接收到的视频图像信号的视频图像指定对象(S2至S8)；
从接收到的所述视频图像信号可视地识别所述对象(S12，S13)；以及
从接收到的所述视频图像信号提取对应于包括识别的所述对象的预定区域的视频图像信号，并输出提取的所述视频图像信号(S14)。
12.根据权利要求11所述的视频图像处理方法，其特征在于：
所述可视地识别所述对象(S12，S13)包括：从接收到的所述视频图像信号可视地检测所述对象；以及检测所述对象是否存在(S13)；以及
当检测到所述对象存在时，所述输出提取的所述视频图像信号(S14)包括：从接收到的所述视频图像信号提取对应于包括所述对象的所述预定区域的所述视频图像信号，以及输出提取的所述视频图像信号。
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