CN1893619A - 图像处理设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通过无错误地从非标准信号中提取附加信息来提高图像的画面质量的图像处理设备和图像处理方法。信号确定单元接收包括包含图像的图像间隔和包含关于图像的附加信息的附加信息间隔的图像信号，确定在附加信息间隔中是否存在附加信息。如果信号确定单元确定在附加信息间隔中存在附加信息，那么附加信息提取器从附加信息间隔中提取附加信息并输出附加信息。

Description

图像处理设备和图像处理方法

本申请要求于2005年7月4日在韩国知识产权局提交的第2005-0059926号韩国专利申请的利益，本申请完全公开于此，以资参考。

                            技术领域

本发明涉及一种图像处理设备和一种图像处理方法。更具体地讲，本发明涉及一种能够通过无错误地从非标准信号中提取附加信息来提高图像的画面质量的图像处理设备和图像处理方法。

                            背景技术

诸如TV的图像处理设备从广播站接收根据数字TV广播、线缆TV广播等的包括预定图像的图像信号。图像处理设备还对接收的图像信号执行图像处理，然后输出图像。图像处理设备可从各种图像设备(例如，VCR、DVD等)接收图像信号，并对这些图像信号执行图像处理。

图1是传统的图像处理设备1的方框图。图像处理设备1包括：视频解码器10，用于接收各种图像信号并对其解码；去隔行扫描器20，用于将解码的图像信号转换成逐行扫描信号；缩放器30，用于执行图像缩放以适当地显示逐行扫描信号；和显示单元40，用于显示经图像处理的信号。

视频解码器10包括两个模数转换器(ADC)11和12，其用于接收模拟信号，诸如复合视频基带信号(CVBS)、Y信号(亮度信号)、C信号(色度信号)和RGB信号，并将所述模拟信号转换成数字信号。视频解码器10还包括：梳单元13，用于将CVBS划分为亮度信号和色度信号；色彩空间变换单元14，用于将RGB信号转换成YUV信号；色彩解码器15，用于将编码的色度信号解码为原始色彩信号；软混合器16，用于混合CVBS和RGB信号；图像增强器17，用于调整信号的大小或偏移量；和格式变换器19，用于变换将被输出的系统所需的信号的格式。

输入到视频解码器10的图像信号可包括各种附加信息和关于将被显示在显示单元40上的图像的信息。例如，所述附加信息包括针对听觉受损的人的字幕数据(以下，称为“隐藏字幕数据”)、电视文字广播、宽屏幕信号、垂直间隔时间码等。所述附加信息可包括在垂直消隐间隔(VBI)中的图像信号中。具体地讲，根据国家电视系统委员会(NTSC)电视系统，隐藏字幕数据被编码在图像信号的第21和/或第284行中。

传统的图像处理设备1的视频解码器10包括对应于所述附加信息的VBI切分单元18。VBI切分单元18接收从ADC11输出的图像信号并对其解码，从解码的图像信号中提取附加信息，并将该附加信息输出到格式变换器19。图2是示出CVBS50中包括隐藏字幕数据的第21行的波形图。与第21行对应的图像信号50的部分包括色彩脉冲信号52、时钟插入信号53和作为附加信息的字幕数据54。时钟插入信号53是具有分别量化到逻辑值“1”和“0”的最大值和最小值的正弦信号，并具有时钟频率为503KHz的7个波形。字幕数据54具有起始位“001”和16位数据(两个ASCII数据和两个奇偶校验位)。在图2中，标号51表示同步信号。VBI切分单元18与时钟插入信号53同步对输入的图像信号解码，从而从图像信号中提取字幕数据54。

输入到视频解码器10的图像信号可以是基于国际标准的标准信号或者不是基于国际标准的非标准信号。所述非标准信号可以是VCR的输出信号或者是在美洲的一些地区使用的RF广播信号。除了图像以外，所述非标准信号可包括附加信息，诸如，字幕数据54。然而，当隐藏字幕数据54被编码在VCR输出信号的第21行中时，非标准信号中的VCR的输出信号在该信号的第284行中可具有有效视频信号，而不是空数据，这与空数据被编码在其第284行中的标准信号不同。图3示出VCR输出信号的第284行的波形。在图3中，标号60表示有效视频信号。

VBI切分单元18尝试以与对第21行中的隐藏字幕数据54解码的操作相同的方式对第284行中的相应的信号解码，并提取该信号。然而，由于有效视频信号具有不同于隐藏字幕数据54的格式，所以当VBI切分单元18提取字幕数据时出现错误。因而，尽管提取了字幕数据，但是显示的是损坏的字符，而不是正确的字幕数据。

因此，需要一种改进的不产生错误地提取字幕数据的图像处理设备和图像处理方法。

                           发明内容

本发明实施例的一方面在于解决至少以上问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明实施例的一方面在于提供一种能够通过无错误地从非标准信号中提取附加信息来提高图像的画面质量的图像处理设备和图像处理方法。

可以通过提供一种图像处理设备来实现本发明实施例的上述和/或其它方面，所述图像处理设备包括：信号确定单元，接收包括包含图像的图像间隔和包含关于图像的附加信息的附加信息间隔的图像信号，并确定在附加信息间隔中是否存在附加信息。如果信号确定单元确定在附加信息间隔中存在附加信息，那么附加信息提取器从附加信息间隔中提取附加信息并输出附加信息。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述附加信息间隔包括在垂直消隐间隔(VBI)中。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述图像信号包含由多个行形成的单位图像；信号确定单元和附加信息提取器确定与所述多个行的预定行对应的图像信号的间隔是附加信息间隔。

根据本发明示例性实施例的一方面，附加信息间隔中的图像信号包括指示附加信息是否存在的信号和对应于附加信息的信号。信号确定单元检测指示附加信息间隔中是否存在附加信息的信号。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述附加信息包括关于图像的显示信息，并且所述图像处理设备还包括显示单元。图像处理器对图像和显示信息执行图像处理，从而显示信息与图像一起显示在显示单元上。

根据本发明示例性实施例的一方面，如果信号确定单元确定附加信息间隔中不存在显示信息，那么附加信息提取器输出空数据，从而显示信息不被显示在显示单元上。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述附加信息包括关于图像的控制信息，并且所述图像处理设备还包括显示单元。图像处理器基于所述控制信息对图像执行图像处理，从而在显示单元上显示图像。

还可以通过提供一种图像处理方法来实现本发明示例性实施例的前述和/或其它方面，所述图像处理方法包括以下步骤：接收包括包含图像的图像间隔和包含关于图像的附加信息的附加信息间隔的图像信号。确定图像信号的附加信息间隔中是否存在附加信息。如果附加信息间隔中存在附加信息，那么从附加信息间隔中提取附加信息并输出附加信息。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述附加信息间隔包括在VBI中。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述图像信号包含由多个行形成的单位图像。在所述确定附加信息间隔中是否存在附加信息、提取并输出附加信息的步骤中，与所述多个行的预定行对应的图像信号的间隔被确定为附加信息间隔。

根据本发明示例性实施例的一方面，附加信息间隔中的图像信号包括指示附加信息是否存在的信号和对应于附加信息的信号。在所述确定附加信息间隔中是否存在附加信息的步骤中，检测指示附加信息间隔中是否存在附加信息的信号。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述附加信息包括关于图像的显示信息。所述图像处理方法还包括对图像和显示信息执行图像处理，从而显示信息与图像一起被显示。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述提取并输出附加信息的步骤还包括：如果确定附加信息间隔中不存在显示信息，那么输出空数据，从而不显示显示信息。

根据本发明示例性实施例的一方面，所述附加信息包括关于图像的控制信息。所述图像处理方法还包括：基于所述控制信息对图像执行图像处理，从而显示图像。

从下面结合附图公开了本发明示例性实施例的详细描述，本发明的其它目的、优点和显著特征将会对本领域的技术人员变得清楚。

附图说明

从下面结合附图进行的描述，本发明某些示例性实施例的以上和其它目的、特征和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是传统的图像处理设备的方框图；

图2是示出复合视频基带信号(CVBS)中包括字幕数据的第21行的波形图；

图3是示出VCR输出信号的第284行的波形图；

图4是根据本发明示例性实施例的图像处理设备的方框图；和

图5是示出根据本发明示例性实施例的图像处理设备的主操作的流程图。

贯穿附图，相同的标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供定义在诸如详细的结构和部件的描述中的内容，以帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，略去了对公知功能和结构的描述。

图4是根据本发明示例性实施例的图像处理设备100的方框图。图像处理设备100从广播站接收根据数字TV广播、线缆TV广播等的包括预定图像的图像信号，或者从各种图像设备(诸如，VCR、DVD等)接收图像信号。然后，图像处理设备100对接收的图像信号执行图像处理，然后输出图像。例如，当按照包含诸如隐藏字幕数据的附加信息和图像的图像信号格式接收到非标准信号和标准信号时，根据本发明示例性实施例的图像处理设备100提供无错误的高质量的图像。可通过TV系统来实现图像处理设备100。

参照图4，图像处理设备100包括视频解码器110、去隔行扫描器120、缩放器130和显示单元140。视频解码器110接收各种格式的图像信号，对接收的图像信号执行适当的解码，并获得被编码在图像信号中的图像和图像的附加信息。

去隔行扫描器120连接至视频解码器110的输出端，并接收视频解码器110的输出信号。去隔行扫描器120对由视频解码器110解码的图像信号执行去隔行扫描。也就是说，去隔行扫描器120将隔行扫描的图像转换成非隔行扫描的图像，所述非隔行扫描的图像是逐行扫描的图像。去隔行扫描器120的类型取决于所提供的显示单元140的类型。如果通过用于显示隔行扫描的图像的阴极射线管(CRT)来实现显示单元140，那么可以略掉去隔行扫描器120。

缩放器130连接至去隔行扫描器120的输出端，并接收去隔行扫描器120的输出信号。缩放器130对接收的输出信号执行适当的图像处理，并允许基于经图像处理的信号将图像正确显示在显示单元140上。显示单元140从缩放器130接收经图像处理的信号，并基于经图像处理的信号来显示图像。

参照图4，视频解码器110包括两个模数转换器(ADC)111和112、梳单元113、色彩空间变换单元114、色彩解码器115、软混合器116、图像增强器117和格式变换器119。ADC111和ADC112中的每个接收各种格式的模拟信号，并将所述模拟信号转换成数字图像信号。

ADC 111接收复合视频基带信号(CVBS)、Y信号和C信号，所述CVBS是在被调制并通过RF载波被传送之前的模拟电视信号，所述Y信号对应于模拟电视信号的亮度分量，所述C信号对应于模拟电视信号的色度分量。然后，ADC 11对接收的信号执行模数转换。ADC112直接从诸如计算机系统的图像设备接收RGB信号，并对该RGB信号执行模数转换。

梳单元113位于ADC111的输出端，并接收ADC111的输出信号。如果接收的信号是CVBS，那么梳单元113将CVBS划分为亮度信号(Y信号)和色度信号(C信号)。色彩解码器115位于梳单元113的输出端，接收梳单元113的输出信号，即，亮度信号(Y信号)和色度信号(C信号)，并对接收的色度信号(C信号)解码。然后，色彩解码器115提取并输出编码在色度信号(C信号)中的原始色彩差异信号。所述色彩差异信号包括根据国家电视系统委员会(NTSC)电视系统的I信号和Q信号，并且包括根据逐行倒相(PAL)和其它系统的U信号和V信号。

色彩空间变换单元114位于ADC 112的输出端，接收ADC 112的输出信号，并对输入的RGB信号执行色彩空间转换，从而将RGB信号转换成，例如，YUV信号。软混和器116位于色彩解码器115和色彩空间变换单元114的输出端。软混合器116接收色彩解码器115和色彩空间变换单元114的输出信号，还接收表示用户的选择的选择信号FB(快速消隐)。软混合器116根据选择信号FB选择性地输出从色彩解码器115和色彩空间变换单元114中的至少一个接收的图像信号。

图像增强器117位于软混合器116的输出端。图像增强器117接收软混合器116的输出信号，并根据预定设置调整所接收的图像信号的大小或偏移量。此外，图像增强器117可以调整所接收的图像信号的特性，诸如，对比度、亮度、饱和度、色调等，以提高图像的画面质量。

格式变换器119位于图像增强器117的输出端。格式变换器119接收图像增强器117的输出信号，适当地变换所接收的图像信号的格式，并将变换的结果提供给去隔行扫描器120。例如，格式变换器119变换并输出图像信号，以使得图像信号的位数(例如，8位、16位和24位)适合预定设置，调整Y、U和V信号的输出次序，并设置所述信号的等级。

根据本发明示例性实施例的图像处理设备100包括信号传感器150和垂直消隐间隔(VBI)切分单元118。信号传感器150接收ADC111的输出信号中的亮度信号(Y信号)，并确定在接收的亮度信号(Y信号)中是否存在附加信息。在示例性的实现中，亮度信号(Y信号)包括各种附加信息和将被显示在显示单元140上的图像。所述附加信息可以是作为显示信息的示例的隐藏字幕数据。隐藏字幕数据包含在垂直消隐间隔中的图像信号中。根据NTSC电视系统，隐藏字幕数据被编码在如图2所示的图像信号50的第21行中。在示例性的实现中，隐藏字幕数据被编码在其中的图像信号50的间隔对应于附加信息间隔。此外，除了附加信息间隔以外，其余图像信号间隔对应于图像间隔。

参照图2和图4，VBI切分单元118响应于同步信号51检测图像信号50的第21行。VBI切分单元118与时钟插入信号53同步执行解码，并提取字幕数据54。VBI切分单元118将提取的字幕数据54提供给格式变换器119。格式变换器119根据预定格式将字幕数据54插入到输出信号的预定位置，并输出合成的信号。缩放器130对字幕数据54进行图像处理，字幕数据54通过显示单元140与图像一起显示。根据本发明示例性实施例的格式变换器119、去隔行扫描器120和缩放器130是图像处理器的示例。

除了隐藏字幕数据以外，根据本发明示例性实施例的附加信息可包括电视文字广播、宽屏幕信号、垂直间隔时间码等。缩放器130基于宽屏幕信号适当地处理图像，所述宽屏幕信号是根据本发明示例性实施例的控制信息的示例。

根据本发明示例性实施例的VBI切分单元118对预定位置的图像信号解码，从图像信号提取附加信息，诸如电视文字广播、宽屏幕信号、垂直间隔时间码等，并输出这些附加信息。所述附加信息中的至少一个被编码在图像信号的第284行中。VBI切分单元118以与从图像信号的第21行提取隐藏字幕数据的操作类似的方式从图像信号的第284行提取不同的附加信息。

根据本发明示例性实施例的视频解码器110接收不是基于国际标准的非标准信号(例如，从VCR输出的图像信号)和基于国际标准的标准信号。从VCR输出的图像信号(也称为VCR信号)包括该信号的第21行中的隐藏字幕数据54和该信号的第284行中的有效视频信号。信号传感器150位于VBI切分单元118的前面。信号传感器150接收VCR信号，响应于VCR信号的同步信号检测VCR信号的第284行，并确定在第284行中是否存在如图2所示的对应于具有预定频率的7个正弦波形的时钟插入信号53。如果在第284行中不存在时钟插入信号53，那么信号传感器150通知VBI切分单元118时钟插入信号不存在。如果从信号传感器150接收到指示在第284行中不存在时钟插入信号的通知，那么VBI切分单元118丢弃作为附加信息从第284行提取的数据，并输出空数据作为附加信息。

也就是说，根据来自信号传感器150的通知，如果在第284行中存在时钟插入信号53，那么VBI切分单元118正常操作来提取附加信息；如果时钟插入信号53不存在，那么VBI切分单元118输出空数据作为附加信息。时钟插入信号是指示是否存在附加信息的信号的示例。此外，信号传感器150和VBI切分单元118分别是信号确定单元和附加信息提取器的示例。

如上所述，在根据本发明的示例性实施例的图像处理设备100中，由于可无错误地从非标准信号(诸如，VCR的输出信号)中提取字幕数据，所以可以提供高质量的图像。

图5是示意性地示出根据本发明示例性实施例的图像处理设备100的主操作的流程图。图像处理设备100的视频解码器110接收包括VCR的输出信号的各种附加信息被编码在其中的图像信号(操作S100)。VBI切分单元118提取包括在通过ADC 111和信号传感器150接收的图像信号的特定行中的信息作为附加信息(操作S110)。当接收到VCR的输出信号时，VBI切分单元118从VCR的输出信号的第21行和第284行中提取隐藏字幕数据。

信号传感器150接收图像信号，确定在第284行中是否存在时钟插入信号53，并将确定结果发送给VBI切分单元118(操作S120)。如果信号传感器150确定在第284行中存在时钟插入信号53(操作S120)，那么VBI切分单元118正常操作来提取与诸如隐藏字幕数据的附加信息对应的数据，并将该数据输出到格式变换器119(操作S130)。如果信号传感器150确定在第284行中不存在时钟插入信号53(操作S120)，那么VBI切分单元118改为向格式变换器119输出空数据作为附加信息(操作S140)。

例如，根据本发明示例性实施例的图像处理设备不限于TV系统，而是可以通过包括信号传感器150和VBI切分单元118的各种装置，诸如，VBI切分器、视频解码器、微型计算机等来实现。

如上所述，在根据本发明示例性实施例的图像处理设备和图像处理方法中，通过无错误地从非标准信号中提取附加信息，可以提高图像的画面质量。

尽管已参照本发明的某些示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (14)

1、一种图像处理设备，包括：

信号确定单元，接收包括包含图像的图像间隔和包含关于图像的附加信息的附加信息间隔的图像信号，并确定附加信息间隔中是否存在附加信息；和

附加信息提取器，如果所述信号确定单元确定附加信息间隔中存在附加信息，那么附加信息提取器从附加信息间隔中提取附加信息并输出附加信息。

2、根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述附加信息间隔包括在垂直消隐间隔中。

3、根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述图像信号包含由多个行形成的单位图像；和

所述信号确定单元和所述附加信息提取器确定与所述多个行的预定行对应的图像信号的间隔是附加信息间隔。

4、根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，附加信息间隔中的图像信号包括指示附加信息是否存在的信号和对应于附加信息的信号；和

所述信号确定单元检测指示附加信息间隔中是否存在附加信息的信号。

5、根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述附加信息包括关于图像的显示信息；和

所述图像处理设备还包括：

显示单元；和

图像处理器，对图像和显示信息执行图像处理，从而显示信息与图像一起显示在所述显示单元上。

6、根据权利要求5所述的图像处理设备，其中，如果所述信号确定单元确定附加信息间隔中不存在显示信息，那么所述附加信息提取器输出空数据，从而显示信息不被显示在所述显示单元上。

7、根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，所述附加信息包括关于图像的控制信息；

所述图像处理设备还包括：

显示单元；和

图像处理器，基于所述控制信息对图像执行图像处理，从而在所述显示单元上显示图像。

8、一种图像处理方法，该方法包括以下步骤：

接收包括包含图像的图像间隔和包含关于图像的附加信息的附加信息间隔的图像信号；

确定图像信号的附加信息间隔中是否存在附加信息；和

如果附加信息间隔中存在附加信息，那么从附加信息间隔中提取附加信息并输出附加信息。

9、根据权利要求8所述的图像处理方法，其中，所述附加信息间隔包括在垂直消隐间隔中。

10、根据权利要求8所述的图像处理方法，其中，所述图像信号包含由多个行形成的单位图像；和

在所述确定附加信息间隔中是否存在附加信息、提取并输出附加信息的步骤中，与所述多个行的预定行对应的图像信号的间隔被确定为附加信息间隔。

11、根据权利要求8所述的图像处理方法，其中，附加信息间隔中的图像信号包括指示附加信息是否存在的信号和对应于附加信息的信号；和

在所述确定附加信息间隔中是否存在附加信息的步骤中，检测指示附加信息间隔中是否存在附加信息的信号。

12、根据权利要求8所述的图像处理方法，其中，所述附加信息包括关于图像的显示信息；

所述图像处理方法还包括：对图像和显示信息执行图像处理，从而显示信息与图像一起被显示。

13、根据权利要求12所述的图像处理方法，其中，所述提取并输出附加信息的步骤还包括：

如果确定附加信息间隔中不存在显示信息，那么输出空数据，从而不显示显示信息。

14、根据权利要求8所述的图像处理方法，其中，所述附加信息包括关于图像的控制信息；

所述图像处理方法还包括：基于所述控制信息对图像执行图像处理，从而显示图像。

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