CN1155233C - 数字电视图像自动宽高比格式检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

数字电视图像自动宽高比格式检测方法和装置。该方法执行黑条分析步骤，为每一可能宽高比格式(14∶9，16∶9，2∶1)定义顶部和/或底部区域(B1_i，B2_i)，分析是否存在黑条(13，14)。其次执行中心分析步骤，为每一可能宽高比格式定义中心区域(L_i)，分析是否存在活动图像区域。第三执行水平过渡分析步骤，分析是否存在图像黑区和活动部分间的水平边界(10，12)。第四执行格式选择步骤，根据分析步骤结果选择图像宽高比格式。该方法可在16∶9显像管电视机中控制变焦操作。也可控制录像机记录功能。

Description

数字电视图像自动宽高比 格式检测方法和装置

技术领域

本发明涉及数字电视图像的自动宽高比格式检测。

背景技术

目前，由广播台发送的电视图像具有不同的活动图像格式(4∶3，14∶9，16∶9，2∶1...带有或者没有辅助字幕)。当采用4∶3视频格式来发射这些宽高比格式时，显示在4∶3电视屏幕上的具有(14∶9，16∶9，2∶1...带有或者没有辅助字幕)宽高比格式的图像就会出现黑条。当今的具有16∶9显像管的16∶9电视机有一个极为重要的功能，那就是可以使接收的图像变焦，以便充满屏幕，并且消除或者减少黑条。

在PAL+-TV标准中提供了一种嵌入电视信号的宽银幕信令信息。在多数其他TV标准中则没有提供宽银幕信令。因此，对于当今的大多数电视机来说，变焦功能是由用户人工执行的，但是，用户可能会对一种自动或者半自动的信箱(1etterbox)检测方法感兴趣，它可以检测出屏幕上实际活动的部分，使得电视机能够自动执行最佳的变焦操作。这种功能的优势是针对可能带有辅助字幕的广播，在这种情况下，仅仅对屏幕的上部变焦。

EP-A-0716542的文献中公开了一种高精度的宽高比自动识别装置，其中所述的方案是检测每个水平扫描周期中的平均亮度，并且将其与图像中定义区域内的平均亮度平均值相比较，由此检测出一个信箱图像的上沿和下沿。图像的宽高比格式是根据上、下沿检测步骤的结果来选择的。尽管这种算法非常简单，但是存在一个缺点，那就是在图像中部具有一些发光部分的黑暗场景(隧道式场景等等)的情况下可能会出现错误的选择操作。另外，如果采用平均值来确定上、下和中心区域，可能会覆盖住原有的辅助字幕。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动检测接收电视信号的实际活动视频格式的增强算法。该算法应该提供在接收的电视信号中存在宽高比格式的信息，以便相应地执行变焦操作。按照本发明，这一目的是以下述措施来实现的。

按照本发明的一个方面，提供一种涉及图像信号的有用图像内容部分的自动宽高比格式检测方法，所述图像信号的有用图像内容部分可包含该图像中的黑条，该方法包括下列步骤：黑条分析步骤，其中为至少两种可能的宽高比格式定义一个顶部区域和一个底部区域中的至少一个，分析其中是否存在一个黑条；中心分析步骤，其中为每一种可能的宽高比格式定义一个中心区域，分析在所述中心区域中是否存在有用图像内容部分；水平过渡分析步骤，包括分析在图像的黑暗区域与有用图像内容部分之间是否存在水平边界，其中所述图像被二进制化，并且对于所述水平边界分析，执行一个梯度计算步骤，为对应像素中的每一个分配一个数值，用来在以下状态中进行辨别，即发现所述像素处在候选水平边界行上、未处在候选水平边界行上，或者处在不对应于这样一个水平边界行的特殊结构上的状态，并且其中将所述数值进行组合以便为每一候选水平边界行提供一个结果，对候选水平边界行的组合结果进行比较；以及格式选择步骤，其中根据所述黑条分析步骤、中心分析步骤和水平过渡分析步骤的结果来选择一种有用图像内容部分的宽高比格式。

按照本发明的另一方面，提供一种涉及图像信号的有用图像内容部分的自动宽高比格式检测装置，所述图像信号的有用图像内容部分可包含该图像中的黑条，该装置包括：黑条分析单元，其中为至少两种可能的宽高比格式中的每一种定义一个顶部区域和一个底部区域中的至少一个，分析其中是否存在一个黑条；中心分析单元，其中为每一种可能的宽高比格式定义一个中心区域，分析在所述中心区域中是否存在有用图像内容；水平过渡分析单元，用于分析在图像的黑暗区域与有用图像内容部分之间是否存在水平边界，其中所述图像被二进制化，并且所述水平边界分析单元包括梯度计算单元，为对应像素中的每一个分配一个数值，用来在以下状态中进行辨别，即，发现所述像素处在候选水平边界行上、未处在候选水平边界行上，或者处在不对应于这样一个水平边界行的特殊结构上的状态，并且其中将所述数值进行组合以便为每一候选水平边界行提供一个结果，对候选水平边界行的组合结果进行比较；以及格式选择单元，其中根据所述黑条分析单元、中心分析单元和水平过渡分析单元的输出来选择一种有用图像内容部分的宽高比格式。

数字电视图像的自动宽高比格式检测方法，包括：黑条分析步骤，其中为每一种可能的宽高比格式定义一个顶部和/或底部区域，在其中分析是否存在一个黑条；中心分析步骤，其中为每一种可能的宽高比格式定义一个中心区域，在其中分析是否存在活动的图像区域；水平过渡分析步骤，其中分析是否存在图像的黑暗区域和活动部分之间的水平边界；格式选择步骤，其中根据上述分析步骤的结果来选择一种图像宽高比格式。

原理上，本发明的方法包括以下四个步骤：黑条分析步骤；中心分析步骤；水平过渡分析步骤；以及格式选择步骤。这种算法在作出关于宽高比格式选择的新的决定时具有很高的可靠性，并且避免了出乎意外的格式变化。这种算法非常简单，可以用很低的成本集成在一个芯片中。即使是对于噪声很高的图像(信噪比达到21dB)来说，这种算法仍可以获得很好的效果。该算法可具有非常快速的反应。在图像很差的情况下(黑暗图像或者高噪声图像-20dB以下)，该算法不作出新的决定，而是等待一个好的机会才作出正确的选择。可能会损害大多数公知算法特性的典型场景是一种像隧道场景那样的中心部分发亮的黑暗场景，它不会妨碍本算法的特性，因为它不满足水平过渡的识别条件。

借助本发明的手段可以有益地提高和改进上述方法。利用进一步的措施可以(在一秒之内)快速检测出电视图像中出现的辅助字幕，以免干扰用户。本发明的预处理步骤减少电视图像中的噪声影响，不会干扰用于信箱检测的重要信息。还提出了易于实现的关于黑条分析步骤、中心分析步骤、辅助字幕分析步骤以及水平过渡分析步骤的有益的具体实施例。在水平分析步骤中，按照本发明的二进制化步骤的优点是避免不同的亮度等级对水平过渡分析步骤造成的影响。

本发明的梯度计算步骤的优点是可以对像素进行分类，确定它们是否处在正确的水平边界行上，处在非边界行上，或者处在错误的水平边界行上。本发明的方案还给出了梯度计算步骤的具体细节。用来估算梯度计算步骤结果的一种简单方法是寻找水平过渡。在发现了水平过渡和黑条的存在并且已经在中心检测到活动图像部分时，根据在水平过渡之间对活动视频行的计数对宽高比的格式进行选择。为每一种可能的宽高比格式提供计数器的优点是，当某些场景可能产生一种新的宽高比格式的假像时，避免错误地转换到一新的宽高比格式。当已选择了一种新的宽高比格式时，就执行一种简单的算法，根据选定的格式来检查是否还有上述黑条。

附图说明

在附图中表示了本发明的具体实施例，并且在下文中给出了详细的说明。在附图中：

图1表示在活动电视部分中可能出现的4种不同宽高比格式的电视图像；

图2表示一种信箱电视图像，用来解释图像中的重要部分；

图3用来表示对不同图像格式的变焦操作的说明；

图4用方框形式的示意图说明了算法的功能；

图5表示一例信箱电视图像，用来解释黑条分析步骤；

图6表示一例信箱电视图像，用来解释中心分析步骤；

图7表示二进制化步骤前、后的信箱电视图像；

图8表示在信箱电视图像中执行梯度计算步骤的区域；

图9a)表示用于解释梯度计算步骤的第一示意图；

图9b)表示用于解释梯度计算步骤的第二示意图；

图10a)表示第一例梯度计算步骤；

图10b)表示第二例梯度计算步骤；

图11表示一场中的每视频行的所有梯度值被相加后的结果；

图12用方框的形式表示了判定框的功能；

图13表示在格式检测中难以进行分析的典型的电视图像。

具体实施方式

按照典型的信箱格式，在图像的底部和顶部具有黑条，并且在这些黑条与图像其余部分之间具有强烈的水平过渡。另外，带有辅助字幕的信箱图像的特征是在底部的黑条中具有很高的亮度等级。

图1表示了4∶3电视图像的4种可能的电视格式。对应着活动电视图像的宽高比分别将它们称为4∶3格式，14∶9格式，16∶9格式，以及2∶1格式。可以用这4种基本格式对所有可能的电视格式进行有效的分类。这样就能简化算法并且使这种算法更加可靠。对于公知的PAL制式采用了以下的定义：

当有效行的数量处在576和527之间时，图像就具有4∶3格式；

当有效行的数量处在526和463之间时，图像就具有14∶9格式；

当有效行的数量处在462和405之间时，图像就具有16∶9格式；以及

当有效行的数量在405以下时，图像就具有2∶1格式。另外，14∶9、16∶9和2∶1的格式都可以在底部的黑条中具有辅助字幕，在这些情况下应在具有16∶9显像管的电视接收机中执行自动变焦操作，仅仅切除上部的黑条。

在图2中，标号10代表一个水平过渡，它仅仅出现在图像的一部分中。标号11代表中心的活动图像部分。标号12代表整个图像宽度上的一个水平过渡。标号13表示顶部的黑条，而标号14代表底部的黑条。

图3表示了不同格式下的变焦操作。所示的第一种图像具有4∶3的格式。此处不执行变焦操作，以避免图像出现明显的失真。所示的第二种图像具有16∶9的格式。在这种情况下将执行变焦操作，在显示的图像中不会产生失真。在这种情况下，显示在16∶9型显示器上的电视图像中不会出现黑条。所示的第三种图像具有16∶9的格式，在底部的黑条中带有活动的辅助字幕。这里，变焦操作仅限于图像的上部，以免盖住辅助字幕。应该指出，这种变焦操作本身并不是本发明的一部分，因为这种变焦操作方案是现有的，并且是本领域的技术人员公知的。

一般来说，按照本发明的算法必须能够在开始一个新的电视序列或电视接收机被转换到一新的频道等时检测出一种新的特定格式。这种信息被提供给执行变焦功能的数字视频处理装置。在这种情况下需要作出严格的规定，以避免不希望的格式变化。其次，这种算法必须能用一种简单的方式来分析新选择的格式是否稳定。另外，还需要对图像中出现的辅助字幕进行分析。这种检测自始至终是有效的，并且能够在突然检测到辅助字幕时以辅助字幕的格式执行这种算法。此时，即使是没有检测到辅助字幕，仍然应该保留这种格式。

图4用框图的形式表示了该算法的功能。标号15代表一个预处理框。标号16表示一个黑条分析框。标号17指示的是一个中心分析框。标号18代表辅助字幕分析框，而标号19表示一个水平过渡分析框。标号20代表一个判定框，用来接收前面的所有分析框的结果。判定框20通过输出线路FT提供检测到的格式类型。它还通过相应的线路SL和EL提供关于活动图像部分的开始和结束行的信息。格式类型14∶9 ST，16∶9 ST以及2∶1 ST对应着带有活动辅助字幕的格式。

以下要说明各个框的功能。该算法将图像的亮度信息作为输入。

预处理框：

预处理框的构思是大大减少噪声的影响，而不会干扰信箱方向的重要信息。

为此而采用了一个高效的水平低通滤波器(不会减少黑条和图像其余部分之间的过渡)。低通滤波器的屏蔽码可以是下列滤波器屏蔽码：

$\frac{1}{5}\·\left[11111\right]$

这种滤波器屏蔽码表示把一个当前像素左、右的两个相邻像素与当前像素相加，并且将结果除以5。所得的值就是当前像素的新值。

黑条分析框：

对于具有黑条的每一种可能的格式(14∶9，16∶9和2∶1)定义了两个区域，在其中将每个像素值与一个BLACKLEVEL(黑电平)参考值相比较，然后在像素亮度值低于BLACKLEVEL参考值的情况下令每个区域和每种格式的黑电平计数器递增。在图5中用阴影结构显示了这些区域，并且用参考符号Area B1_i和Area B2_i来表示。图5中表示的下标值“i”涉及到三种可能的格式14∶9(1)-16∶9(2)-2∶1(3)，因此，对于每一种格式这个框输出两个值B1Count_i和B2Count_i。结束行B1END_i和起始行B2STA_i在强黑条分析步骤中初始化为对应于每一种格式中可能的最大活动区域的值。以后，在发现了一种新格式时，采用由判定框20通过反方向的行提供的活动图像部分的起始和结束行信息对这些值进行校正。黑条分析步骤中水平起始和结束的像素位置PelSTA和PelEND被用来避免来自节目提供者的标志的干扰。

中心分析框：

为每一种可能的格式在图像的中间部位定义一个区域L_i(参见图6)，在其中将每个像素值与一个LIGHTLEVEL(亮电平)参考值相比较，并且在像素值超过LIGHTLEVEL参考值的情况下使相应的亮电平计数器递增。为每一种可能的格式提供一个亮电平计数器。这个框的输出是一个LCOUNT_i值，它表示像素的量值大于每一种格式的LIGHT LEVEL参考值。这里，也将起始行LSTA_i和结束行LEND_i在强中心分析步骤中初始化为对应于每一种格式的可能最小活动区域的值。此后，在发现了一种新格式时，采用由判定框20通过反方向的行提供的活动图像部分的起始和结束行信息对这些值进行校正。

辅助字幕分析框：

在辅助字幕分析步骤中提供了另一个计数器，用来将黑条分析框中定义的区域B2_i中的每个像素值与一个VLIGHTLEVEL参考值(极亮电平)相比较。这样做是因为辅助字幕主要是由可以用这种方式来检测的极亮的亮度电平显示的。另外还提供了一个极亮电平计数器，它在一个像素值超过了VLIGHTLEVEL参考值时递增。辅助字幕分析框为每一种格式提供一个结果值VLCOUNT_i作为输出。

水平过渡分析框：

这个框的作用是检测黑条与屏幕活动部分之间的完全水平边界的存在。

为了检测到这种边界，并避免不同亮度电平的影响，对要分析的图像进行二进制化。这是通过将每个像素与黑条分析步骤中的黑电平参考值相比较来完成的，并在像素值小于或者等于黑色电平参考值时分配数字“0”或者在像素值大于黑电平参考值时分配数字“1”。图7表示了在二进制化步骤前、后的图像。在二进制化步骤之后仅仅出现对应着数字“0”和“1”的黑、白像素。

接着在这种二进制图像上执行梯度计算步骤。在其中计算每一行的每个像素值，用像素值指示出该像素是否处在准确的水平边界上，没有处在水平边界上，或者处在没有对应着准确水平边界的一个水平边界上。

为了完成这种计算，需要为每一种格式定义一个梯度分析区域。这如图8所示。其中标号21对应着格式“i”中的最大活动图像区域。标号22相当于格式“i”中的最小活动图像区域。用标号23和24代表梯度分析区域。对于这种格式来说，它们对应着最大和最小活动图像之间的不同区域。

在图9中表示了用来计算梯度值的一种可能的实例。图9a)表示用于图8中所示的梯度计算区域23的梯度计算步骤，图9b)表示用于图8的梯度计算区域24的梯度计算步骤。在图9a)的框25中，是一个2×5矩阵，它表示将当前像素之左和之右的两个相邻像素以及这些像素之上的五个像素乘以对应的数字“+1”或“-1”。把所有这些乘法运算的结果相加，并且乘以一个系数1/5，将所得结果提供给图9a)中所示的加法器。在图9a)中用灰色的方块来表示相对于2×5矩阵的当前像素位置。在框26和27中表示的是一个2×3矩阵。用框26和27中所示的对应数字乘以包括当前像素在内的对应的六个像素值。再次把乘法运算的结果相加，并且在框26和27之下的下一计算级中计算出该结果的绝对值。将两个绝对值进行比较，并且在下一计算级中选出最大值。在加法器中从框25的结果值中减去这一结果值。最终的结果对应着需要的梯度值。如果当前像素处在完全正确的水平过渡上，梯度值就是“+1”，如果它处在完全错误的水平过渡上，梯度值就是“-1”。与仅执行按照框25的计算相比，框26和27考虑到精确的梯度值。在图10a)和10b)中表示了用这种梯度计算步骤计算出的具体图像内容的实例。在图10的两部分中，梯度计算都是按照图9a)的方法来执行的。

把每一行中所得的梯度值加在一起，其数值相当于有效梯度(Gradl_i和Grad2_i正)的数值减去其他构造(Grad1_i和Grad2_i负或者零)的数值。然后最大的正值对于可能是强水平过渡的行号给出一个指示。可以提供一个仅仅用来检测强水平过渡的最小门限值。图11表示为一个图像的全场执行的这种计算。然而，这种计算仅仅需要在图8所示的区域23和24中进行。检测到的强水平过渡大约处在行22和265处。这些行对应着活动图像部分的起始行SL和结束行EL。这两个行号出现在图4中框19的输出端。

判定框：

在图12中表示了判定框。这个框的作用是对来自前面各框的所有输出作出判定(检测到哪一种格式)。因此需要执行七项测试。测试0用来检查图像中是否存在4∶3格式。最后再说明这项测试。

测试1是在没有辅助字幕的图像中测试是否存在14∶9格式。

第一测试(1st)是在带有活动辅助字幕的图像中测试是否存在14∶9格式。

测试2是在没有辅助字幕的图像中测试是否存在16∶9格式。

第二测试(2st)是在带有活动辅助字幕的图像中测试是否存在16∶9格式。

测试3是在没有辅助字幕的图像中测试是否存在2∶1格式。

第三测试(3st)是在带有活动辅助字幕的图像中测试是否存在2∶1格式。

在满足以下条件时，测试1，2，3是肯定的：

当以前尚未识别到格式i时：

·B1Count_i和B2Count_i应该超过定义的值

·LCount_i应该超过定义的值

·VLCount_i应该保持小于定义的门限值

·位于两个完全水平边界(GradCount1_i和GradCount2_i)上的像素应该是充分的。

当以前已经识别到格式i时：

·B1Count_i和B2Count_i的值应该保持大于定义的值。

当满足以下条件时，测试1st，2st，3st就是肯定的：

当还没有识别到格式“1st”时：

·B1Count_i和B2Count_i应该超过定义的值

·LCount_i应该超过定义的值

·VLCount_i应该超过定义的门限

·位于两个准确水平边界(GradCount1_i和GradCount2_i)上的像素应该是充分的。

当以前已经识别到格式i时：

·B1Count_i的值应该保持大于定义的值。

另外，当检测到活动的辅助字幕时，就禁止与同一种没有活动辅助字幕的格式有关的测试。

当测试1到3st都不是肯定的，测试0就产生肯定的结果。

格式选择框：

在图12中用标号29来表示格式选择框。为了作出选择，在框29中采用了7个计数器。它们对应着不同的测试Test0Count(4∶3)，Test1Count，Test1stCount，Test2Count，...。每一项测试都会给出“真”或者“假”的结果。然而，对于一个图像来说，所有的测试只会有一个“真”的结果。这一“真”值会使涉及到其测试的计数器递增。同样，每个计数器的递增会使其他的所有计数器复位。因此，新的格式选择实际上是在一个计数器达到一个适当的参考值时完成的。这个值可以根据不同的格式切换过程(该算法的速度和灵敏度)来确定。

如上所述，在图像中存在活动辅助字幕的情况下，这种算法可以提供图像活动部分的实际结束行，如果用户表示他不需要这些辅助字幕，就可以通过变焦操作来抑制辅助字幕。

上述的各个框显然可以用适当的硬件电路或者相应的计算机程序来实现。对上述实施例可以作出多种修改，并且都被认为是处在权利要求书的范围之内。例如，对梯度计算步骤就可以进行多种修改。相邻像素的数量是可以改变的。用来计算梯度值的矩阵也是可以改变的。还可以采用任选的舍入步骤来减少计算量，等等。

当用来运算的图像过于暗淡而无法选择合适的格式时，它就要等待更明亮的图像才能作出判定。

当在图像中存在大量的噪声时，这种算法的最佳状态可以达到高达21dB的信噪比，该算法选择了可靠性，噪声越大，越不容易检测到正确格式。但是它不会作出错误的判定，而是保持在4∶3格式下，这样就能让用户自己来选择变焦操作。

如同图13中所示图像，那些用其他算法可能产生问题的图像也可以进行测试。在这种图像上无法检测到实际的格式，信箱检测器在作出判定之前需要等待。在上述的算法中，利用水平过渡分析不会作出错误的判定，而是等待以后再作出正确的判定。

在VCR中也可以使用这种算法。按照这种算法的格式选择步骤，例如可以用16∶9的格式来保存电影。这样可以减少图像质量的损失。实际上，如果用4∶3的格式来存储宽银幕的电影，用户必须要执行变焦操作，这样就会增加劣质的影响。但是，如果电影原来就是按照宽银幕的格式来存储的，就不需要变焦操作，这样的质量效果会比较好。

Claims (19)

1.一种涉及图像信号的有用图像内容部分的自动宽高比格式检测方法，所述图像信号的有用图像内容部分可包含该图像中的黑条，该方法包括下列步骤：

黑条分析步骤，其中为至少两种可能的宽高比格式定义一个顶部区域和一个底部区域中的至少一个，分析其中是否存在一个黑条；

中心分析步骤，其中为每一种可能的宽高比格式定义一个中心区域，分析在所述中心区域中是否存在有用图像内容部分；

水平过渡分析步骤，包括分析在图像的黑暗区域与有用图像内容部分之间是否存在水平边界，

其中所述图像被二进制化，并且对于所述水平边界分析，执行一个梯度计算步骤，为对应像素中的每一个分配一个数值，用来在以下状态中进行辨别，即发现所述像素处在候选水平边界行上、未处在候选水平边界行上，或者处在不对应于这样一个水平边界行的特殊结构上的状态，并且其中将所述数值进行组合以便为每一候选水平边界行提供一个结果，对候选水平边界行的组合结果进行比较；以及

格式选择步骤，其中根据所述黑条分析步骤、中心分析步骤和水平过渡分析步骤的结果来选择一种有用图像内容部分的宽高比格式。

2.按照权利要求1的方法，还包括辅助字幕分析步骤，其中为每一种可能的有用图像内容部分的宽高比格式，分析在所述对应的底部区域中是否存在发亮的区域。

3.按照权利要求1的方法，还包括预处理步骤，其中对数字视频图像执行一种水平低通滤波操作。

4.按照权利要求1的方法，其中在黑条分析步骤的顶部区域和底部区域之一中，将每个像素值与一个黑色电平参考值相比较，每当该像素值低于黑色电平参考值时使一个黑色值计数器递增，并且在黑色值计数器超过一个对应的参考值时检测到有一个黑条。

5.按照权利要求4的方法，其中在黑条分析步骤的底部区域中，将每个像素值与一个亮度电平参考值相比较，每当该像素值高于亮度电平参考值时使一个亮度值计数器递增，并且在亮度值计数器超过一个对应的参考值时检测到有一个辅助字幕。

6.按照权利要求1的方法，其中在中心分析步骤的中心区域中，将每个像素值与一个亮度电平参考值相比较，每当该像素值高于亮度电平参考值时使一个亮度值计数器递增，并且在亮度值计数器超过一个对应的参考值时检测到有一个活动图像区域。

7.按照权利要求6的方法，其中在黑条分析步骤的底部区域中，将每个像素值与一个高亮度电平参考值相比较，每当该像素值高于该高亮度电平参考值时使一个高亮度值计数器递增，并且在该高亮度值计数器超过一个对应的参考值时检测到有一个辅助字幕。

8.按照权利要求1的方法，其中在水平过渡分析步骤中，执行一个数字化步骤，将位于一个定义的区域内的像素的每个像素值与黑色电平参考值相比较，当像素值低于所述黑色电平参考值时将“0”值分配给该像素，并且在像素值高于所述黑色电平参考值时将“1”值分配给该像素。

9.按照权利要求1的方法，其中在所述梯度计算步骤中，还分析多个相邻的像素，所述多个相邻的像素包括当前视频行的当前像素右边的像素、当前像素左边的像素和所述当前视频行之上或之下的行中的对应像素。

10.按照权利要求9的方法，其中当前视频行中的相关像素值是当前像素以及其左边的两个像素和右边的两个像素，并且将这五个像素和上部相邻行中的对应五个像素乘以按照下列矩阵的数值：

$(1/5)\×\left[\begin{array}{ccccc}-1& -1& -1& -1& -1\\ +1& +1& +1& +1& +1\end{array}\right].$

11.按照权利要求9的方法，其中在所述梯度计算步骤中，将当前像素及其左边的一个像素和右边的一个像素以及上部相邻行的三个对应像素乘以按照下列矩阵的对应数值：

$\left[\begin{array}{ccc}-1& 0& +1\\ 0& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}+1& 0& -1\\ 0& 0& 0\end{array}\right],$

其中对于每个所述矩阵分别将所得结果值相加并且从两个和数值的绝对值当中选择最大值。

12.按照权利要求9的方法，其中当前视频行中的相关像素值是当前像素以及其左边的两个像素和右边的两个像素，并且将这五个像素和下部相邻行中的对应五个像素乘以按照下列矩阵的数值：：

$(1/5)\×\left[\begin{array}{ccccc}+1& +1& +1& +1& +1\\ -1& -1& -1& -1& -1\end{array}\right].$

13.按照权利要求9的方法，其中在所述梯度计算步骤中，将当前像素及其左边的一个像素和右边的一个像素以及下部相邻行的三个对应像素乘以按照下列矩阵的对应数值：

$\left[\begin{array}{ccc}0& 0& 0\\ -1& 0& +1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}0& 0& 0\\ +1& 0& -1\end{array}\right],$

其中对于每个所述矩阵分别将所得结果值相加并且从两个和数值的绝对值当中选择最大值。

14.按照权利要求1的方法，其中分配有最大组合结果值的两个候选水平边界行被认为定义图像的所述有用图像内容部分的上部边界和下部边界。

15.按照权利要求1的方法，其中

-当检测到活动视频行的数量处在576和527视频行之间时，选择4∶3的宽高比格式；

-当活动视频行的数量处在526和463视频行之间时，选择14∶9的宽高比格式；

-当活动视频行的数量处在462和405视频行之间时，选择16∶9的宽高比格式；

-当活动视频行的数量处在405视频行以下时，选择2∶1的宽高比格式。

16.如权利要求1所述的方法，

其中为每一种候选宽高比格式都提供一个计数器，当在格式选择步骤中选定了对应的宽高比格式时，所述计数器就被递增，当没有选定对应的宽高比格式时，所述计数器就被复位，并且在用于新的宽高比格式的对应计数器的计数达到了预定的参考值时确定新的宽高比格式选择有效。

17.一种涉及图像信号的有用图像内容部分的自动宽高比格式检测装置，所述图像信号的有用图像内容部分可包含该图像中的黑条，该装置包括：

黑条分析单元，其中为至少两种可能的宽高比格式中的每一种定义一个顶部区域和一个底部区域中的至少一个，分析其中是否存在一个黑条；

中心分析单元，其中为每一种可能的宽高比格式定义一个中心区域，分析在所述中心区域中是否存在有用图像内容；

水平过渡分析单元，用于分析在图像的黑暗区域与有用图像内容部分之间是否存在水平边界，

其中所述图像被二进制化，并且所述水平边界分析单元包括梯度计算单元，为对应像素中的每一个分配一个数值，用来在以下状态中进行辨别，即，发现所述像素处在候选水平边界行上、未处在候选水平边界行上，或者处在不对应于这样一个水平边界行的特殊结构上的状态，并且其中将所述数值进行组合以便为每一候选水平边界行提供一个结果，对候选水平边界行的组合结果进行比较；以及

格式选择单元，其中根据所述黑条分析单元、中心分析单元和水平过渡分析单元的输出来选择一种有用图像内容部分的宽高比格式。

18.按照权利要求17的装置，与一个录像装置相结合操作，该录像装置具有检测被记录图像的宽高比格式的功能，以便控制记录和显示操作中的至少一种操作。

19.按照权利要求17的装置，与一个电视接收机相结合操作，该电视接收机具有检测接收到的视频图像的宽高比格式的功能，以便控制变焦操作，从而使图像适应显示格式。

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