CN104575441B - 检测过渡区域的方法和利用该方法处理图像的装置 - Google Patents

Abstract

检测过渡区域的方法和利用该方法处理图像的装置。提供了检测过渡区域的方法和利用该方法处理图像的装置。该装置包括：线代表值计算器，该线代表值计算器被构造成计算包括非图像显示区域、图像显示区域和插入在非图像显示区域与图像显示区域之间的过渡区域的图像的线代表值；以及过渡区域检测器，该过渡区域检测器被构造成利用包括多条线的窗口中的包括多条线的第一线组的一阶和二阶微分代表值以及包括多条线的第二线组的一阶和二阶微分代表值，计算线代表值的一阶和二阶微分、计算所述过渡区域的阈值，并且检测所述过渡区域。

Description

检测过渡区域的方法和利用该方法处理图像的装置

技术领域

本发明涉及检测过渡区域的方法和利用该方法处理图像的装置。

背景技术

当输入到显示设备的图像信息和用于显示图像的显示设备在分辨率或纵横比(纵横比是水平像素数量与垂直像素数量之比)方面彼此不对应时，现有的图像处理装置在显示设备上所显示的图像上下显示上下黑边，或对图像的左边和右边显示左右黑边。而且，为了在具有较高分辨率的显示设备上显示低分辨率图像，现有的图像处理装置执行上转换。

发明内容

根据现有技术，当定标器上转换低分辨率图像以在高分辨率显示设备上显示低分辨率图像时，如图1所示，显示图像的区域的边缘和不显示图像的区域的边缘彼此混合，并且模糊不清。结果，在计算不显示图像的非图像显示区域与显示图像的图像显示区域之间的边界的处理中，将模糊的过渡区域包括在图像显示区域和非图像显示区域中的一个区域中并被处理。因此，当图像数据被图像处理装置(诸如图像处理器)处理时，过渡区域可能使图像显示区域中显示的图像降低质量，或者非图像显示区域可能被过渡区域损坏。

本发明致力于提供一种过渡区域检测方法和图像处理装置，它们能够在对图像执行诸如由定标器进行的上转换等的图像处理时将插入在显示图像的区域与不显示图像的区域之间的模糊过渡区域作为独立区域进行检测。

本发明还致力于提供一种过渡区域检测方法和图像处理装置，它们能够通过对不显示图像的区域、显示图像的区域和过渡区域分别执行图像处理，提高显示设备上所显示的图像的质量。

根据本发明的一个方面，提供了一种检测过渡区域的方法，该方法包括以下步骤：计算图像的线代表值以检测第一区域的边缘；计算所述线代表值的一阶微分以检测第二区域；以及将所述第一区域的边缘与所述第二区域的边缘对齐以检测过渡区域。

根据本发明的另一个方面，提供了一种检测过渡区域的方法，该方法包括以下步骤：计算图像的线代表值以检测第一区域；计算所述线代表值的二阶微分以检测第三区域；以及使所述第一区域与所述第三区域对齐以检测过渡区域。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于处理图像的装置，该装置包括：线代表值计算器，该线代表值计算器被构造成计算包括图像显示区域、非图像显示区域和插入在所述图像显示区域与所述非图像显示区域之间的过渡区域的图像的线代表值；过渡区域检测器，该过渡区域检测器包括：第一区域检测子单元，该第一区域检测子单元被构造成利用计算出的线代表值来检测第一区域、第二区域检测子单元，该第二区域检测子单元被构造成利用计算出的线代表值的一阶微分来检测第二区域、和过渡区域检测子单元，该过渡区域检测子单元被构造成基于所述第一区域和所述第二区域来检测所述过渡区域；以及图像处理器，该图像处理器被构造成对所述图像的所述非图像显示区域、所述过渡区域和所述图像显示区域分别执行图像处理。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于处理图像的装置，该装置包括：线代表值计算器，该线代表值计算器被构造成计算图像的线代表值；过渡区域检测器，该过渡区域检测器包括第一区域检测子单元，该第一区域检测子单元被构造成利用计算出的线代表值来检测第一区域、第三区域检测子单元，该第三区域检测子单元被构造成利用计算出的线代表值的二阶微分来检测第三区域、和过渡区域检测子单元，该过渡区域检测子单元被构造成基于所述第一区域和所述第三区域来检测所述过渡区域；以及图像处理器，该图像处理器被构造成对所述图像的所述非图像显示区域、所述过渡区域和所述图像显示区域分别执行图像处理。

附图说明

本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员来说，将通过参照附图详细描述其示例性实施方式而变得更加明显，附图中：

图1是示出图像显示区域、非图像显示区域和过渡区域的图；

图2A和图2B是例示根据示例性实施方式的过渡区域的检测方法的流程图；

图3是示出非图像显示区域以上下黑边和左右黑边的形式显示的情况的图；

图4是例示利用线代表值、窗口、第一线组和第二线组来检测第一区域的机制的图；

图5和图6是例示利用线代表值的一阶微分、窗口、第一线组和第二线组来检测第二区域的机制的图；

图7和图8是例示利用线代表值的二阶微分、窗口、第一线组和第二线组来检测第三区域的机制的图；以及

图9是根据示例性实施方式的处理图像的装置的框图。

具体实施方式

本文公开的具体结构和功能细节仅是用于描述本发明的示例性实施方式的目的的代表，并且本发明可以以许多替代形式具体实施，并且不应当被解释为限于本文阐述的本发明的示例性实施方式。因此，虽然本发明容许各种修改和替代形式，但是其具体实施方式在附图中以示例的方式示出，并且在本文中详细描述。然而，应当理解的是，不旨在将本发明限于所公开的具体形式，而是相反，本发明涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替换物。

本说明书中使用的术语应当如下理解。

除非上下文以其他方式清楚地指示，否则单数形式“一个”、“一种”、“所述”旨在也包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”在本文中使用时，指定存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件、部件或其组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件或其组合。

还应当注意的是，在一些另选实现方式中，块中注释的功能/操作可以不以流程图中注释的顺序出现。例如，根据所涉及的功能/作用，连续示出的两个块实际上可以大致同时执行，或这两个块可以有时以颠倒顺序执行。

除非以其他方式限定，否则本文所使用的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如常用词典中限定的术语应当被解释为具有与相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不是理想地或过于正式地进行解释(除非本文中限定)。

下文中，将参照附图描述根据本发明的示例性实施方式的图像处理装置和方法。图2A和图2B是例示根据本发明的示例性实施方式的过渡区域的检测方法的流程图。参照图2A，一种根据本发明的示例性实施方式的检测过渡区域的方法包括以下步骤：计算图像的线代表值，以检测第一区域；计算线代表值的一阶微分以检测第二区域；以及将第一区域的边缘与第二区域的边缘对齐，并且执行逻辑运算以检测过渡区域。而且，参照图2B，一种根据本发明的另一个示例性实施方式的过渡区域的检测方法包括以下步骤：计算图像的线代表值以检测第一区域；计算线代表值的二阶微分以检测第三区域；以及将第一区域与第三区域对齐以检测过渡区域。

计算图像的线代表值(S100a和S100b)。图像包括以黑带的形式在图像显示区域上下显示的上下黑边。而且，图像包括以黑柱的形式在图像显示区域的左右显示的左右黑边。为了检测插入在不显示图像的非图像显示区域与图像显示区域之间的过渡区域，计算沿非图像显示区域延伸的方向延伸的线中所包括的像素的代表值。

作为示例，当非图像显示区域是沿如图3的(a)所示的第一方向延伸的上下黑边时，获得图像的第一方向线中包括的像素的颜色信息值。作为另一个示例，当非图像显示区域是沿如图3的(b)所示的第二方向延伸的左右黑边时，获得图像的第二方向线中包括的像素的颜色信息值。

在具有上下黑边和左右黑边的图像的情况下，对第一方向线与第二方向线之间的任意线执行下面将描述的操作，然后对其他方向线执行相同操作，使得可以检测过渡区域。另选地，可以同时对第一方向线和第二方向线执行操作。

用于显示图像的显示设备具有具有诸如16:9或4:3等的固定纵横比的显示区域。显示设备具有沿第二方向平行延伸的扫描线和沿第一方向平行延伸的数据线，由此驱动显示区域中的像素。在本实施方式中，线表示在显示设备中沿任一个方向延伸的扫描线或数据线，并且线中包括的像素表示连接到同一条扫描线或同一条数据线的像素。

根据线中包括的像素的颜色信息值来计算线代表值。作为示例，当在图3的(a)的线中包括总共1920个像素时，利用总共1920个像素的全部或一部分亮度信息来计算线的代表值。亮度值可以从灰阶值、亮度值(该亮度值是色调-饱和度-亮度(HSL)色空间的一个要素)、亮度值(该亮度值是YCbCr(亮度和色度信息)色空间的一个要素)以及YUV(亮度、蓝色亮度差和红色亮度差)色空间中的亮度值获得。

根据另一个示例性实施方式，可以利用除了亮度之外的要素、亮度和其他要素等(诸如灰阶值、关于HSL色空间中的任一个颜色的信息、关于YCbCr(亮度和色度信息)色空间的任一个颜色的信息以及关于YUV(亮度、蓝色亮度差和红色亮度差)色空间中的任一个颜色的信息)来计算线代表值。

通过对线中包括的多个像素的颜色信息值执行数学处理获得线代表值。根据计算线代表值的示例性实施方式，可以计算一条线中包括的多个像素的颜色信息的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值以获得线代表值。

下面假定线中包括的像素的亮度的算术平均用作线代表值，来描述示例性实施方式。然而，不旨在限制本发明的范围，而是为了简洁并清楚地描述本发明。而且，可以通过对上述其他颜色信息执行除了算术平均的计算之外的数学处理，来计算线代表值。

在示例性实施方式中，如图3的(a)和图3的(b)所示以上下黑边或左右黑边的形式黑色显示的非图像显示区域中包括的像素具有大约16的亮度，并且图像显示区域中包括的像素具有大约110的亮度。因此，图像显示区域中包括的线的线代表值具有在110周围的值。

图4是线的线代表值的曲线图。参照图4，设置包括多条线的窗口W，并且在窗口W中设置各包括多条线的第一线组G1和第二线组G2。作为示例，窗口W可以包括16条线，并且第一线组G1和第二线组G2各可以包括三条线。

通过对如上所述设置的第一线组G1和第二线组G2中包括的多条线的线代表值执行数学处理，计算第一线组代表值和第二线组代表值。换言之，通过计算第一线组G1中包括的线1、2、3的线代表值的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值，获得第一线组代表值。在下面的示例性实施方式中，线组中包括的线的线代表值的算术平均用作相应的线组代表值。因为第一线组G1中包括的线1、2和3的线代表值分别是16、16和16，所以算术平均是16，并且第一线组代表值是16。而且，因为第二线组G2中包括的线14、15和16的线代表值分别是110、110和110，所以第二线组代表值是110。

虽然任一条线中包括的像素的颜色信息的算术平均用作上述中的线代表值，但是可以对线组中包括的线的线代表值执行除了算术平均的计算之外的数学处理(诸如，最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、加权平均和几何平均中的任一值的计算)，并且数学处理的结果可以用作线组代表值。

第一线组代表值和第二线组代表值进行比较以选择更小值，并且通过使所选值乘以预定比例常数来计算第一区域阈值δ₁。第一区域包括过渡区域和图像显示区域，并且第一区域中包括的像素通常具有的亮度值大于以黑色显示的非图像显示区域中包括的像素的亮度值。

在计算用于检测第一区域的阈值的处理中，选择第一线组代表值(16)(即，第一线组代表值(16)与第二线组代表值(110)中的更小值)。通过使所选线组代表值乘以预定比例常数，计算第一区域阈值δ₁。当比例常数小于1时，计算出的第一区域阈值δ₁小于16，并且非图像显示区域可以包括在第一区域中。因此，比例常数至少是1。而且，确定比例常数，使得第一区域阈值可以具有足够高的值以区分非图像显示区域与第一区域。因此，在图4中可以看到，第一区域阈值δ₁被计算为稍大于第一线组代表值(16)。

比较第一区域阈值δ₁和窗口W中包括的线的线代表值，以检测第一区域。根据示例性实施方式，在比较窗口W中包括的线的线代表值与第一区域阈值δ₁之后，线代表值等于或大于第一区域阈值δ₁的线可以被确定为包括在第一区域中，并且线代表值小于第一区域阈值δ₁的线可以被确定为不包括在第一区域中。换言之，在图4中，线代表值小于第一区域阈值δ₁的线1至5不包括在第一区域中，并且线代表值大于第一区域阈值δ₁的线6和后续线包括在第一区域中。这样，可以检测非图像显示区域和第一区域。

随后，通过将二进制代码“1”赋予检测到的第一区域中包括的线并且将二进制代码“0”赋予不包括在第一区域中的线，可以指示线是否包括在第一区域中。换言之，图4所示的线1至16被指示为“0000 0111 1111 1111”。因此，可以知道线6和后续线包括在第一区域中，并且线1至5属于非图像显示区域。

根据示例性实施方式，当窗口中包括的线的所有线代表值是16时，第一线组和第二线组的代表值是16。这里，选择16(16是等于或小于其他值的值)，并且使16与大于1的比例常数相乘以计算第一区域阈值，并且获得大于16的值。因此，当比较窗口中包括的所有线的线代表值和第一区域阈值时，没有线包括在第一区域中，并且无法检测第一区域。在这种情况下，将窗口移位预定数量的线，然后，执行相同处理，直到检测第一区域为止。

计算线代表值的一阶微分，以检测第二区域(S200a)。在该示例性实施方式中，第二区域表示利用线代表值的一阶微分检测到的区域。根据计算图4所示的线代表值的一阶微分的示例性实施方式，线5的线代表值是16，线6的线代表值是22，并且线7的线代表值是35。在这种情况下，可以通过计算线之间的线代表值的差获得线代表值一阶微分，并且线6、7和8的线代表值一阶微分是6和13。

当这样计算图4所示的线代表值的一阶微分时，一阶微分相对于线编号的曲线具有如图5所示的一个峰值。换言之，可以知道线代表值一阶微分开始在线6增大、在线9(该线9是过渡区域的中间区域)具有最大值、减小到除了0之外的值直到线12为止、并且在线13和属于图像显示区域的后续线处是0。

如上所述，经由定标器利用非图像显示区域和图像显示区域执行内插的处理产生过渡区域。作为示例，假定不显示图像的非图像显示区域是黑色并且显示图像的图像显示区域是白色的，由于非图像显示区域与图像显示区域之间的内插而形成灰色过渡区域。接近非图像显示区域的过渡区域的线具有的线代表值接近非图像显示区域的线代表值，并且接近图像显示区域的过渡区域的线具有的线代表值接近图像显示区域的线代表值。

参照图5(图5示出线代表值的一阶微分)，设置包括多条线的窗口W，并且在窗口W中设置各包括多条线的第一线组G1和第二线组G2。

作为示例，如图所示，窗口W可以包括16条线，并且第一线组G1和第二线组G2各可以包括三条线。在根据示例性实施方式的该操作中，窗口W以及第一线组G1和第二线组G2可以被设置为具有的线数分别与之前操作中的窗口W以及第一线组G1和第二线组G2的线数相同。在根据另一个示例性实施方式的该操作中，窗口W以及第一线组G1和第二线组G2可以被设置为具有的线数分别与之前操作中的窗口W以及第一线组G1和第二线组G2的线数不同。为了下面进行简洁且清楚的描述，窗口W中包括的线数以及第一线组G1和第二线组G2各组中包括的线数分别被设置为16和3，这两个线数与之前操作中的相同。

通过对如上所述设置的第一线组G1和第二线组G2中包括的多条线的线代表值一阶微分执行数学处理，计算第一线组G1的一阶微分代表值和第二线组G2的一阶微分代表值。换言之，第一线组G1中包括的线4、5、6的线代表值一阶微分的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值被计算为第一线组G1的一阶微分代表值。在下面的示例性实施方式中，线组中包括的线的线代表值一阶微分的算术平均用作相应线组的一阶微分代表值。

在图5中，第一线组G1中包括的线4、5和6的一阶微分分别是0、0和6。因为一阶微分的算术平均是2，所以第一线组G1的一阶微分代表值是2。而且，第二线组G2中包括的线16、17和18的一阶微分分别是0、0和0，并且第二线组G2的一阶微分代表值是0。

虽然上述示例性实施方式中算术平均用作线代表值，但是可以对线组的一阶微分执行除了算术平均的计算之外的数学处理(诸如，最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、加权平均和几何平均中的任一值的计算)，并且数学处理的结果可以用作线组的一阶微分代表值。

将第一线组G1的一阶微分代表值和第二线组G2的一阶微分代表值进行比较以选择较大值，并且通过使所选值乘以预定比例常数来计算第二区域阈δ₂。因此，在2(2是第一线组G1的一阶微分代表值)与0(0是第二线组G2的一阶微分代表值)中，选择2(2是等于或大于另一个值的值)。通过使所选线组代表值乘以预定比例常数，来计算第二区域阈值δ₂。当比例常数是非常小的值时，计算出的第二区域阈值δ₂变为比2小得多，并且区域是否包括在第二区域中受线代表值一阶微分的非常小的变化影响。因此，非常小的比例常数不是合适的，并且比例常数至少是1。而且，比例常数不非常大，使得需要包括在第二区域中的区域包括在第二区域中。在图5中可以看到，第二区域阈值δ₂被计算为稍大于第一线组代表值(2)。

将第二区域阈值δ₂和窗口W中包括的线的线代表值一阶微分比较以检测第二区域。根据示例性实施方式，通过比较窗口W中包括的线的线代表值一阶微分与第二区域阈值δ₂，首先检测线代表值一阶微分等于或大于第二区域阈值δ₂的线。换言之，在图5中，首先检测线代表值一阶微分大于第二区域阈值δ₂的线6至12。

关于检测到的线1至5和检测到的线6至11包括在哪个区域中没有疑问，而可能成问题的是关于线12是否包括在第二区域中。参照图5，线6至12的线代表值一阶微分不示出为0，由此可以确定线6至12的线代表值有变化。然而，参照图4，线1与线5之间的线代表值没有变化，线代表值在线6与线11之间增大，并且线12和后续线的线代表值没有变化。

通过计算来自两条彼此相邻的线的线代表值的一个线代表值一阶微分产生这些结果。因为图4中线11和12的线代表值分别是105和110，所以线12的线代表值一阶微分是5。而且，线12和13的线代表值都是110。可以知道线代表值一阶微分在线13最终变为0，并且线12的线代表值一阶微分不是0。因此，紧挨计算出的线代表值一阶微分中的线代表值一阶微分变为0或接近0的值之前的线从第二区域排出。换言之，在图5中，线6至12的线代表值一阶微分超过第二区域阈值δ₂，但是因为线12紧挨线代表值一阶微分(0)之前，所以线12不包括在第二区域中。

随后，通过将二进制代码“1”赋予检测到的第二区域中包括的线并且将二进制代码“0”赋予不包括在第二区域中的线，可以指示线是否被包括在第二区域中。换言之，线1至16被指示为“0000 0111 1110 0000”，使得可以指示线6至11被包括在第二区域中。

根据示例性实施方式，当第一线组G1和第二线组G2中包括的线的所有线代表值一阶微分如图6所示是0时，第一线组G1和第二线组G2的一阶微分代表值也可以是0。即使当选择0(0是等于或小于其他值的值)并且使0乘以大于1的比例常数以计算第二区域阈值时，也获得值0。因此，当比较窗口中包括的所有线的线代表值一阶微分和第二区域阈值时，所有线包括在第二区域中，并且无法检测第二区域。在这种情况下，使窗口移位预定数量的线，然后，执行相同处理，直到检测第二区域为止。

计算线代表值的二阶微分以检测第三区域(S200b)。在该示例性实施方式中，第三区域表示利用线代表值的二阶微分而检测到的区域，以检测过渡区域。线代表值的二阶微分曲线如图7所示具有向上凸起峰值和向下凸起峰值。

根据示例性实施方式，可以以各种方式计算线代表值二阶微分。在图5的上述示例中，线5的线代表值一阶微分是0，线6的线代表值一阶微分是6，并且线7的线代表值一阶微分是13。因此，线6的线代表值二阶微分通过从线6的线代表值一阶微分减去线5的线代表值一阶微分获得，并且线7的线代表值二阶微分通过从线7的线代表值一阶微分减去线6的线代表值一阶微分获得。换言之，可以通过计算彼此相邻的线之间的一阶微分差，获得二阶微分。

参照图7，设置包括多条线的窗口W，并且在窗口W中设置各包括多条线的第一线组G1和第二线组G2。作为示例，窗口W可以包括16条线，并且第一线组G1和第二线组G2各可以包括三条线。在根据示例性实施方式的该操作中，窗口W以及第一线组G1和第二线组G2可以被设置为具有的线数分别与之前操作中的窗口W以及第一线组G1和第二线组G2的线数相同。在根据另一个示例性实施方式的该操作中，窗口W以及第一线组G1和第二线组G2可以被设置为具有的线数分别与之前操作中的窗口W以及第一线组G1和第二线组G2的线数不同。为了下面进行简洁且清楚的描述，窗口W中包括的线数以及第一线组G1和第二线组G2各组中包括的线数分别被设置为16和3，这两个线数与之前操作中的相同。

通过对如上所述设置的第一线组G1和第二线组G2中包括的多条线的线代表值二阶微分执行数学处理，计算第一线组G1的二阶微分代表值和第二线组G2的二阶微分代表值。换言之，第一线组G1中包括的线4、5、6的线代表值二阶微分的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值被计算为第一线组G1的二阶微分代表值。在下面的示例性实施方式中，线组中包括的线的线代表值二阶微分的算术平均用作相应线组的二阶微分代表值。

第一线部G1中包括的线4、5和6的二阶微分分别是0、0和6。因为二阶微分的算术平均是2，所以第一线组G1的二阶微分表示值是2。而且，第二线部G2中包括的线16、17和18的二阶微分分别是0、0和0，并且第二线组G2的二阶微分表示值是0。

虽然上述示例性实施方式中算术平均用作线代表值，但是可以对线组的二阶微分执行除了算术平均的计算之外的数学处理(诸如，最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、加权平均和几何平均的计算)，并且数学处理的结果可以用作线组的二阶微分代表值。

将第一线组G1的二阶微分代表值的绝对值和第二线组G2的二阶微分代表值的绝对值进行比较以选择较大值，并且通过使所选值乘以预定比例常数来计算第三区域阈值δ₃。如图7所示，线代表值二阶微分可以具有负数，由此，利用线组的二阶微分代表值的绝对值来计算第三区域阈值。因此，在2(2是第一线组G1的二阶微分代表值)与0(0是第二线组G2的二阶微分代表值)之间，选择2(2是等于或大于另一个值的值)。

通过使所选第一线组G1的二阶代表值乘以预定比例常数，来计算第三区域阈值δ₃。当比例常数是小于1的小值时，计算出的第三区域阈值δ₂变为比2小得多，并且区域是否包括在第三区域中受线代表值二阶微分的非常小的变化影响。因此，非常小的比例常数不是合适的，并且比例常数至少是1。而且，比例常数不非常大，使得需要包括在第三区域中的区域不包括在第三区域中。在图7中可以看到，第三区域阈值δ₃被计算为稍大于第一线组代表值(2)。

比较第三区域阈值δ₃和窗口W中包括的线的线代表值二阶微分，以检测第三区域。根据示例性实施方式，窗口W中包括的线的线代表值二阶微分的绝对值和第三区域阈值δ₃进行比较。然后，首先检测线代表值二阶微分的绝对值大于第三区域阈值δ₃的线6至13。

与使用线代表值的一阶微分检测第二区域的上述情况类似，在使用线代表值的二阶微分检测第三区域的情况下，从彼此相邻的两条线的线代表值一阶微分计算一个线代表值二阶微分。因此，紧挨计算出的线代表值二阶微分中的线代表值二阶微分变为0或接近0的值之前的线从第三区域排出。换言之，在图7中，线6至13的线代表值二阶微分超过第三区域阈值δ₃，但是因为线12和13紧挨线代表值二阶微分(0)之前，所以这两条线不包括在第三区域中。

随后，通过将二进制代码“1”赋予检测到的第三区域中包括的线并且将二进制代码“0”赋予不被包括在第三区域中的线，可以指示线是否被包括在第三区域中。换言之，图8所示的线1至16被指示为“0000 0111 1110 0000”，使得可以指示线6至11被包括在第三区域中。

根据示例性实施方式，当第一线组G1和第二线组G2中包括的线的所有线代表值二阶微分如图8所示是0时，第一线组G1和第二线组G2的二阶微分代表值也可以是0。即使当选择0(0是等于或小于另一个值的值)并且使0乘以大于1的比例常数以计算第三区域阈值时，也获得值0。因此，当比较窗口中包括的所有线的线代表值二阶微分和第三区域阈值时，所有线包括在第三区域中，并且无法检测第三区域的边界。在这种情况下，使窗口移位预定数量的线，然后，执行相同处理，直到检测第三区域的边界为止。

返回参照图1，将第一区域和第二区域与第三区域中的至少一个区域对齐，并且执行逻辑运算以检测过渡区域(S300a和S300b)。根据示例性实施方式，第一区域包括过渡区域和图像显示区域，第二区域包括线代表值的一阶微分等于或大于预定阈值的区域，并且第三区域包括线代表值的二阶微分等于或大于预定阈值的区域。

根据上述示例性实施方式，第一区域被指示为二进制代码“0000 0111 11111111…”，并且第二区域被指示为“0000 0111 1110 0000…”。因为第一和第二区域在同一条线(即，线6)开始，所以可以知道两个区域彼此对齐。使用第一区域和第三区域，还可以检测过渡区域。甚至根据这样的示例性实施方式，第一区域被指示为“0000 0111 11111111…”，并且第三区域指示为“0000 0111 1110 0000…”。可以知道第一区域和第三区域彼此对齐。而且，还根据使用第一区域、第二区域和第三区域检测过渡区域的示例性实施方式，第一区域至第三区域都在线6开始，由此彼此对齐。

然而，任一个区域由于出现抖动等可以在与另一个区域不同的线开始。在这种情况下，一个区域和另一个区域不彼此对齐，由此未检测过渡区域。

随后，对对齐区域执行逻辑与(AND)操作，以检测过渡区域。以二进制代码，第一区域可以被指示为“0000 0111 1111 1111…”，并且第二区域可以指示为“0000 0111 11100000…”。当对表示区域的二进制代码执行逻辑与(AND)操作时，获得结果“0000 0111 11100000…”，并且可以知道线6至11对应于过渡区域。根据上述示例性实施方式，还可以通过对表示第一区域的二进制代码和表示第三区域的二进制代码执行逻辑并且通过对表示第一区域、第二区域和第三区域的二进制代码执行逻辑与运算来检测过渡区域。

在本示例性实施方式中，描述了指示具有二进制位“1”的区域中包括的线的示例和执行逻辑与运算的示例，但是示例仅用于清楚的描述。毋庸置疑，还可以指示具有二进制位“0”的区域中包括的线并且通过执行另一个逻辑运算来检测过渡区域。

根据示例性实施方式，当在检测区域的处理中改变用于检测第一区域至第三区域的阈值时，检测到的过渡区域的边界会稍微改变。因此，为了防止过渡区域的边界的变化，由计算检测到的若干帧的过渡区域边界的平均的平均滤波器、计算检测到的若干帧的过渡区域边界的中值的中值滤波器等执行滤波。

根据示例性实施方式，在检测到过渡区域之后，对非图像显示区域、图像显示区域和过渡区域分别执行图像处理。因此，与现有技术不同，可以防止由黑色的非图像显示区域与图像显示区域中显示的白色图像之间的内插形成的灰色过渡区域透到非图像显示区域或图像显示区域中，并劣化图像质量。

根据本发明的示例性实施方式，图像显示区域、非图像显示区域和过渡区域被检测并分别经过图像处理。因此，在任一个区域中显示的图像不透到另一个区域中，并且不使图像质量劣化，使得可以提高所显示图像的质量。

下面将参照图9描述根据本发明的示例性实施方式的图像处理装置。图9是根据示例性实施方式的处理图像的装置的框图。为了简洁和清楚的描述，可以不重复上述细节。根据本发明的该示例性实施方式的图像处理装置可以包括：线代表值计算器100，该线代表值计算器100被构造成计算包括图像显示区域、非图像显示区域和插入在图像显示区域与非图像显示区域之间的过渡区域的图像的线代表值；过渡区域检测器200，该过渡区域检测器200包括第一区域检测子单元210，该第一区域检测子单元210利用所述计算出的线代表值来检测第一区域、第二区域检测子单元220，该第二区域检测子单元220利用计算出的线代表值的一阶微分来检测第二区域、和过渡区域检测子单元240，该过渡区域检测子单元240通过对齐第一区域和第二区域来检测过渡区域；以及图像处理器300，该图像处理器300对图像的非图像显示区域、过渡区域和图像显示区域分别执行图像处理。在示例性实施方式中，用于处理图像的装置可以还包括对检测到的过渡区域的边界执行过滤以防止检测到的过渡区域的边界的变化的过滤器。在示例性实施方式中，代替或除了第二检测子单元220，过渡区域检测器可以包括第三区域检测子单元230，该第三区域检测子单元230利用计算出的线代表值的二阶微分来检测第三区域。在这种情况下，过渡区域检测子单元240可以通过将第一区域与第三区域或第一区域、第二区域与第三区域对齐，来检测过渡区域。

线代表值计算器100使用沿一个方向延伸的线中包括的像素的颜色信息值来计算线代表值。作为示例，当非图像显示区域是上下黑边的形式(参见图3的(a))时，获得图像的第一方向线中包括的像素的颜色信息值。作为另一个示例，当非图像显示区域是左右黑边的形式(参见图3的(b))时，获得图像的第二方向线中包括的像素的颜色信息值。作为又一个示例，当上下黑边的形式的非图像显示区域和左右黑边的形式的非图像显示区域在图像中时，可以首先计算第一方向线与第二方向线之间的任意线的线代表值，然后可以计算其他方向线的线代表值。作为又一个示例，当上下黑边的形式的非图像显示区域和左右黑边的形式的非图像显示区域在图像中时，可以同时计算第一方向线和第二方向线的线代表值。

过渡区域检测器200包括使用计算出的线代表值检测第一区域的第一区域检测子单元210；至少一个第二区域检测子单元220，该至少一个第二区域检测子单元220利用计算出的线代表值的一阶微分检测第二区域，和第三区域检测子单元230，该第三区域检测子单元230使用计算出的线代表值的二阶微分来检测第三区域；以及过渡区域检测子单元240，该过渡区域检测子单元240通过将第一区域和检测到的第二区域和第三区域中的至少一个区域对齐来检测过渡区域。

过渡区域检测器200中包括的第一区域检测子单元210在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组、通过对所设置的线组中包括的多条线的线代表值的数学处理计算第一线组代表值和第二线组代表值、使用第一线组代表值和第二线组代表值来计算第一区域阈值、并且通过将第一区域阈值与窗口中包括的线的线代表值进行比较来检测第一区域。

过渡区域检测器200中包括的第二区域检测子单元220利用线代表值计算线代表值一阶微分、在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组、通过对所设置的线组中包括的多条线的线代表值的数学处理计算第一线组的一阶微分代表值和第二线组的一阶微分代表值、使用第一线组的一阶微分代表值和第二线组的一阶微分代表值来计算第二区域阈值、并且通过将第二区域阈值与窗口中包括的线的线代表值一阶微分进行比较来检测第二区域。

过渡区域检测器200中包括的第三区域检测子单元230计算线代表值二阶微分、在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组、通过对所设置的线组中包括的多条线的线代表值的数学处理计算第一线组的二阶微分代表值和第二线组的二阶微分代表值、使用第一线组的二阶微分代表值和第二线组的二阶微分代表值来计算第三区域阈值、并且通过将第三区域阈值与窗口中包括的线的线代表值二阶微分进行比较来检测第三区域。然而，如上所述，从彼此相邻的两条线的线代表值计算一个线代表值一阶微分，并且从彼此相邻的两条线的线代表值一阶微分计算一个线代表值二阶微分。因此，第二区域检测子单元220通过从第二区域排出紧挨线代表值一阶微分变为0或接近0的值之前的线来检测第二区域，并且第三区域检测子单元230通过从第三区域排出紧挨线代表值二阶微分变为0或接近0的值之前的两条线来检测第三区域。

过渡区域检测器200中包括的过渡区域检测子单元240将检测到的第二区域和第三区域中的至少一个区域与第一区域的起点对齐，并且执行逻辑与运算从而检测过渡区域。

图像处理器300对图像显示区域、非图像显示区域和过渡区域分别执行图像处理，诸如运动估计(ME)和运动补偿(MC)，从而防止过渡区域中显示的图像透到图像显示区域或非图像显示区域中。

根据本发明的示例性实施方式，当图像的纵横比与显示设备的纵横比不彼此相同或者低分辨率图像被定标器上转换时，过渡区域(因为显示图像的区域和不显示图像的区域混合到一起，所以使过渡区域模糊不清)可以作为独立区域进行检测，并且可以对显示图像的区域、不显示图像的区域和过渡区域分别执行图像处理。因此，可以提高显示设备上所显示的图像的质量。

对于本领域技术人员而言，很明显，可以在不偏离本发明的精神或范围的情况下对本发明的上述示例性实施方式进行各种修改。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的所有修改。

相关申请的交叉引用

本申请请求2013年10月18日提交的韩国专利No.2013-0124488的优先权和权益，此处通过引证的方式将上述申请的公开完全并入本文中。

Claims (30)

1.一种检测过渡区域的方法，该方法包括以下步骤：

计算图像的线代表值以检测第一区域；

计算所述线代表值的一阶微分以检测第二区域；以及

将所述第一区域与所述第二区域对齐并且执行逻辑运算以检测过渡区域。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在检测所述第二区域之后，计算所述线代表值的二阶微分以检测第三区域，

其中，将所述第一区域与所述第二区域对齐以检测所述过渡区域的步骤包括将所述第三区域与所述第一区域和所述第二区域一起对齐并且执行所述逻辑运算以检测所述过渡区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述图像的所述线代表值的步骤包括：

获得所述图像的线中包括的像素的灰阶亮度、色调-饱和度-亮度HSL、亮度和色度信息YCbCr以及亮度、蓝色亮度差和红色亮度差YUV颜色信息中的至少一个要素；以及

对所获得的所述像素的至少一个要素执行数学处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所获得的所述像素的所述颜色信息的至少一个要素执行所述数学处理的步骤包括计算所获得的所述像素的所述颜色信息的所述至少一个要素的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述第一区域的步骤包括：

在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组，并且对所设置的线组中包括的所述多条线的线代表值执行数学处理来计算第一线组代表值和第二线组代表值；

使用所述第一线组代表值和所述第二线组代表值来计算第一区域阈值，其中，将所述第一线组代表值与所述第二线组代表值进行比较以选择等于或小于另一个值的一个值，并且将所选择的值乘以等于或大于1的比例常数以计算所述第一区域阈值；以及

将所述第一区域阈值与所述窗口中包括的所述线的线代表值进行比较以检测所述第一区域，其中，线代表值等于或大于所述第一区域阈值的所述线被确定为包括在所述第一区域中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述多条线的所述线代表值执行所述数学处理的步骤包括计算所述多条线的所述线代表值的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述线代表值的所述一阶微分的步骤包括计算相邻线的线代表值之间的差。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述第二区域的步骤包括：

在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组，并且对所设置的线组中包括的所述多条线的所述一阶微分执行数学处理以计算所述第一线组和所述第二线组的一阶微分代表值；

使用所述第一线组的所述一阶微分代表值和所述第二线组的所述一阶微分代表值来计算第二区域阈值，其中，将所述第一线组的所述一阶微分代表值与所述第二线组的所述一阶微分代表值进行比较以选择等于或大于另一个值的一个值，并且将所选择的值乘以等于或大于1的比例常数以计算所述第二区域阈值；以及

将所述第二区域阈值与所述窗口中包括的所述线的所述一阶微分进行比较以检测所述第二区域，其中，线代表值一阶微分等于或大于所述第二区域阈值的所述线被确定为包括在所述第二区域中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，对所述多条线的所述一阶微分执行所述数学处理包括计算所述多条线的所述一阶微分的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一区域与所述第二区域对齐的步骤包括确定所检测到的第一区域的起始线与所述第二区域的起始线是否彼此相同。

11.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述第三区域与所述第一区域和所述第二区域一起对齐的步骤包括确定所述第一区域的起始线、所述第二区域的起始线与所述第三区域的起始线是否彼此相同。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述第一区域的步骤包括用二进制代码表示所检测到的第一区域；

检测所述第二区域的步骤包括用二进制代码表示所检测到的第二区域，并且

检测所述过渡区域的步骤包括对表示所述第一区域的所述二进制代码和表示所述第二区域的所述二进制代码执行逻辑运算。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，用所述二进制代码表示所述检测到的第一区域的步骤包括用二进制代码“1”表示所检测到的第一区域并且用二进制代码“0”表示除了所述第一区域之外的剩余区域，

用所述二进制代码表示所检测到的第二区域的步骤包括用所述二进制代码“1”表示所检测到的第二区域并且用所述二进制代码“0”表示除了所述第二区域之外的剩余区域，并且

对表示所述第一区域的所述二进制代码和表示所述第二区域的所述二进制代码执行所述逻辑运算的步骤包括对表示所述第一区域的所述二进制代码和表示所述第二区域的所述二进制代码执行逻辑与AND操作。

14.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在检测所述过渡区域之后，对所检测到的过渡区域的边界执行过滤。

15.一种检测过渡区域的方法，该方法包括以下步骤：

计算图像的线代表值以检测第一区域；

计算所述线代表值的二阶微分以检测第三区域；以及

将所述第一区域与所述第三区域对齐并且执行逻辑运算以检测过渡区域。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，计算所述图像的所述线代表值的步骤包括：

获得所述图像的线中包括的像素的灰阶亮度、色调-饱和度-亮度HSL、亮度和色度信息YCbCr以及亮度、蓝色亮度差和红色亮度差YUV颜色信息中的至少一个要素；以及

对所获得的所述像素的至少一个要素执行数学处理。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，对所获得的所述像素的所述颜色信息的至少一个要素执行所述数学处理的步骤包括计算所获得的所述像素的所述颜色信息的至少一个要素的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，检测所述第一区域的步骤包括：

在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组，并且对所设置的线组中包括的所述多条线的线代表值执行数学处理来计算第一线组代表值和第二线组代表值；

使用所述第一线组代表值和所述第二线组代表值来计算第一区域阈值，其中，将所述第一线组代表值与所述第二线组代表值进行比较以选择等于或小于另一个值的一个值，并且将所选择的值乘以等于或大于1的比例常数以计算所述第一区域阈值；以及

将所述第一区域阈值与所述窗口中包括的所述线的线代表值进行比较以检测所述第一区域，其中，线代表值等于或大于所述第一区域阈值的所述线被确定为包括在所述第一区域中。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，对所述多条线的所述线代表值执行所述数学处理的步骤包括计算所述多条线的所述线代表值的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，计算所述线代表值的所述二阶微分的步骤包括：

计算作为相邻线的线代表值之间的差的线代表值一阶微分；以及

计算相邻线的所述线代表值一阶微分之间的差。

21.根据权利要求15所述的方法，其中，检测所述第三区域的步骤包括：

在包括多条线的窗口中设置各包括多条线的第一线组和第二线组，并且对所设置的线组中包括的所述多条线的所述二阶微分执行数学处理来计算所述第一线组和所述第二线组各组的二阶微分代表值；

使用所述第一线组的所述二阶微分代表值和所述第二线组的所述二阶微分代表值来计算第三区域阈值，其中，将所述第一线组的所述二阶微分代表值的绝对值与所述第二线组的所述二阶微分代表值的绝对值进行比较以选择等于或大于另一个值的一个值，并且将所选择的值乘以等于或大于1的比例常数以计算所述第三区域阈值；以及

将所述第三区域阈值与所述窗口中包括的所述线的所述二阶微分进行比较以检测所述第三区域，其中，线代表值二阶微分的绝对值等于或大于所述第三区域阈值的所述线被确定为包括在所述第三区域中。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，对所述多条线的所述二阶微分执行所述数学处理的步骤包括计算所述多条线的所述二阶微分的最小值、最大值、众数值、中值、总和、加权和、算术平均、加权平均和几何平均中的任一值。

23.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述第一区域与所述第三区域对齐的步骤包括确定所检测到的第一区域的起始线与所述第三区域的起始线是否彼此相同。

24.根据权利要求15所述的方法，其中，检测所述第一区域的步骤包括用二进制代码表示所检测到的第一区域，

检测所述第三区域的步骤包括用二进制代码表示所检测到的第三区域，并且

检测所述过渡区域包括对表示所述第一区域的所述二进制代码和表示所述第三区域的所述二进制代码执行逻辑运算。

25.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在将所述第一区域与所述第三区域对齐并检测所述过渡区域之后，对所检测到的过渡区域的边界执行过滤。

26.一种用于处理图像的装置，该装置包括：

线代表值计算器，该线代表值计算器被构造成计算包括图像显示区域、非图像显示区域和插入在所述图像显示区域与所述非图像显示区域之间的过渡区域的图像的线代表值；

过渡区域检测器，该过渡区域检测器包括：第一区域检测子单元，该第一区域检测子单元被构造成利用计算出的线代表值来检测第一区域；第二区域检测子单元，该第二区域检测子单元被构造成利用计算出的线代表值的一阶微分来检测第二区域；和过渡区域检测子单元，该过渡区域检测子单元被构造成基于所述第一区域和所述第二区域来检测所述过渡区域；以及

图像处理器，该图像处理器被构造成对所述图像的所述非图像显示区域、所述过渡区域和所述图像显示区域分别执行图像处理。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述过渡区域检测器还包括第三区域检测子单元，该第三区域检测子单元被构造成通过计算所述线代表值的二阶微分来检测第三区域，并且

所述图像处理器基于所述第三区域与所述第一区域和所述第二区域一起来检测所述过渡区域。

28.根据权利要求26所述的装置，所述装置还包括：过滤器，该过滤器被构造成对所检测到的过渡区域的边界执行过滤。

29.一种用于处理图像的装置，该装置包括：

线代表值计算器，该线代表值计算器被构造成计算图像的线代表值；

第一区域检测器，该第一区域检测器被构造成利用计算出的线代表值来检测第一区域；

第三区域检测器，该第三区域检测器被构造成利用计算出的线代表值的二阶微分来检测第三区域；

过渡区域检测器，该过渡区域检测器被构造成基于所述第一区域和所述第三区域来检测过渡区域；以及

图像处理器，该图像处理器被构造成对所述图像的非图像显示区域、所述图像的所述过渡区域和所述图像的图像显示区域分别执行图像处理。

30.根据权利要求29所述的装置，所述装置还包括：过滤器，该过滤器被构造成对所检测到的过渡区域的边界执行过滤。