專(zhuān)利名稱(chēng)：影像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于再現(xiàn)記錄在BD、DVD等數(shù)字記錄介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)圖像的設(shè)備中的影像處理技 術(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)再現(xiàn)數(shù)字廣播的節(jié)目或記錄在BD、DVD等中的內(nèi)容時(shí)，有時(shí)字幕或反射式字幕 (telop)等(以下在本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)中以“字幕”為例)與影像同時(shí)顯示。此時(shí)，影像設(shè)備生 成在影像信號(hào)上重疊字幕的圖形的輸出圖像。數(shù)字廣播的節(jié)目或記錄在BD、DVD中的內(nèi)容的影像信號(hào)，例如被4:2:0取樣后，按 照MPEG標(biāo)準(zhǔn)被壓縮編碼。該“4:2:0取樣”是指，針對(duì)亮度信號(hào)(Y)在影像的水平方向(掃描線上)、垂直方 向上均按照1/2的比例取得色差信號(hào)(Cb信號(hào)以及Cr信號(hào))。例如如果著眼于橫向2個(gè)像 素、縱向2個(gè)像素的4個(gè)像素，則對(duì)于4個(gè)像素的每一個(gè)生成亮度信號(hào)(Y)，將色差信號(hào)(Pb 信號(hào)或Cr信號(hào))作為代表4個(gè)像素的同一像素來(lái)生成。被4 2 0取樣后的影像信號(hào)也被稱(chēng)作“4:2:0格式的影像信號(hào)”。再現(xiàn)裝置解調(diào)被壓縮編碼后的影像信號(hào)，在將字幕的圖形數(shù)據(jù)作為0SD(0n Screen Display)平面的影像信號(hào)(0SD影像信號(hào))來(lái)生成后，按照影像信號(hào)和OSD影像信 號(hào)的透過(guò)信息進(jìn)行合成、描繪。此合成處理，是在對(duì)影像的色差信號(hào)進(jìn)行垂直濾波處理，并 變換為與影像的亮度信號(hào)相位(也稱(chēng)為“垂直相位”或“取樣相位”)相等的色差信號(hào)(4:2:2 或4:4:4格式的信號(hào))之后進(jìn)行的(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在再現(xiàn)裝置中，為了與所連接的顯示裝置的分辨率相匹配，對(duì)上述合成后的影 像信號(hào)進(jìn)行縮放(scaling)處理，之后輸出到顯示裝置。在此縮放處理中，進(jìn)行IP變換 (Interlace-progressive變換隔行-逐行變換)。在IP變換時(shí)也對(duì)合成后的影像信號(hào)的 色差信號(hào)進(jìn)行垂直濾波處理。例如，圖6(a) (d)表示與合成后的色差信號(hào)相關(guān)的以往的影像處理的一個(gè)例 子。這個(gè)例子表示了將1080條水平掃描線的隔行掃描(Interlace)影像(1080i影像)變 換為720條水平掃描線的逐行掃描(progressive)影像(720p影像)并輸出的實(shí)例。IOSOi 影像假定為4:2:0格式。不過(guò)以下的說(shuō)明不會(huì)談及亮度信號(hào)。以下為了明確影像信號(hào)是以 像素單位進(jìn)行處理的，將色差信號(hào)的各像素所具有的值表述為“色差數(shù)據(jù)”。圖6 (a)表示IOSOi影像的上場(chǎng)及下場(chǎng)。上場(chǎng)的色差數(shù)據(jù)(·)例如構(gòu)成Cb信號(hào)， 下場(chǎng)的色差數(shù)據(jù)(〇)例如構(gòu)成Cr信號(hào)。圖6 (b)表示通過(guò)對(duì)圖6 (a)的上場(chǎng)及下場(chǎng)的色差信號(hào)實(shí)施垂直濾波處理而得到的 4:2:2格式的影像信號(hào)。例如連接圖6(a)的色差數(shù)據(jù)(·)和圖6(b)的色差數(shù)據(jù)(·) 的箭頭表示了圖6(b)的各場(chǎng)的色差數(shù)據(jù)是用圖6(a)的哪個(gè)色差數(shù)據(jù)生成的。通過(guò)垂直濾 波處理，各場(chǎng)的色差信號(hào)的信息量增大到2倍。
進(jìn)行垂直濾波處理的理由是，通過(guò)使亮度信號(hào)的像素?cái)?shù)和色差信號(hào)的像素?cái)?shù)相匹 配，可以使得在后面進(jìn)行的IP變換處理變得容易。圖6 (C)表示IP變換處理后的色差信號(hào)。通過(guò)IP變換處理，上場(chǎng)及下場(chǎng)的色差數(shù) 據(jù)被合并，得到1個(gè)幀的色差數(shù)據(jù)。即，通過(guò)IP變換處理，生成了逐行掃描方式的幀的色差 信號(hào)(1080P)。之后，進(jìn)行將掃描線的條數(shù)變換為720條的縮放處理(垂直濾波處理)。圖6(d)表示縮放處理后的幀的色差信號(hào)(720p)。連接圖6(c)的色差數(shù)據(jù)和圖 6(d)的色差數(shù)據(jù)的箭頭表示了圖6(d)的幀的各掃描線的色差數(shù)據(jù)是用圖6 (c)的哪個(gè)色差 數(shù)據(jù)生成的。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特表平10-501942號(hào)公報(bào)根據(jù)以往的影像處理，解調(diào)后的影像的色差信號(hào)是在OSD合成前實(shí)施垂直濾波處 理，從而變換為4:2 2信號(hào)。此外，在OSD合成后作為縮放為輸出分辨率的縮放處理，對(duì)變 換后的色差信號(hào)也實(shí)施垂直濾波處理。因?yàn)槿魏我粋€(gè)處理都包括利用多個(gè)色差數(shù)據(jù)生成一 個(gè)色差數(shù)據(jù)的處理，所以在每次處理時(shí)信號(hào)的頻率特性都會(huì)劣化。因此，若分兩次實(shí)施濾波 處理，則與實(shí)施1次濾波處理的情況相比，信號(hào)的頻率特性將會(huì)劣化。在顯示裝置的性能有 了飛躍性提升的現(xiàn)今，信號(hào)的頻率特性的劣化被認(rèn)知為畫(huà)質(zhì)(例如灰度等級(jí))的劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于，即使在影像信號(hào)上重疊OSD影像 信號(hào)，也能夠抑制重疊后的影像信號(hào)及OSD影像信號(hào)的頻率特性的劣化和灰度等級(jí)的劣 化。本發(fā)明的影像處理裝置，是在影像上重疊圖形圖像的影像處理裝置，所述圖形圖 像的影像信號(hào)對(duì)于每個(gè)像素具有顏色信息以及與透明度相關(guān)的透過(guò)信息，所述影像處理裝 置具備濾波處理部，其接收表示所述影像的4:2:0格式的影像信號(hào)，并變換為4:2:2或 4:4:4格式的影像信號(hào)；判定部，其接收所述圖形圖像的影像信號(hào)，并根據(jù)所述透過(guò)信息， 判定是否在影像上重疊所述圖形圖像；合成部，其將所述圖形圖像的色差信號(hào)重疊在由所 述濾波處理部變換后的影像信號(hào)的色差信號(hào)上，并作為合成色差信號(hào)輸出；和縮放部，其對(duì) 所述合成色差信號(hào)進(jìn)行縮放處理，所述濾波處理部及所述縮放部，根據(jù)通過(guò)所述判定部判 定為在所述影像上未重疊所述圖形圖像，還是判定為重疊了所述圖形圖像，來(lái)切換對(duì)所述 4:2:0格式的影像信號(hào)的色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息進(jìn)行保持的處理，和不保持的處 理。通過(guò)所述判定部判定為在所述影像上未重疊所述圖形圖像時(shí)，所述濾波處理部以 保持所述4:2:0格式的影像信號(hào)的色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息的方式，將所述4:2:0 格式的影像信號(hào)變換為所述4 2 2或4 4 4格式的影像信號(hào)，并且，所述縮放部提取根據(jù)通 過(guò)所述濾波處理部變換后的影像信號(hào)而得到的所述合成色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)，并根據(jù)所述 位置信息對(duì)所述合成色差信號(hào)進(jìn)行縮放處理；在通過(guò)所述判定部判定為在所述影像上重疊 了所述圖形圖像時(shí)，所述濾波處理部以不保持所述4:2:0格式的影像信號(hào)的色差信號(hào)的像 素?cái)?shù)據(jù)及位置信息的方式，將所述4:2:0格式的影像信號(hào)變換為所述4:2:2格式或4:4:4 格式的影像信號(hào)，并且，所述縮放部也可以對(duì)所述合成色差信號(hào)在保持4 2 2或4 4 4格式 不變的狀態(tài)下進(jìn)行縮放處理。
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當(dāng)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度為預(yù)先確定的第1閾值以上時(shí)，所述判定部也 可以判定為在所述影像上未重疊所述圖形圖像。當(dāng)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度小于預(yù)先確定的第1閾值，并且，所述影像的 色差與所述圖形圖像的色差之差為預(yù)先確定的第2閾值以下時(shí)，所述判定部也可以判定為 在所述影像上未重疊所述圖形圖像。當(dāng)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度小于預(yù)先確定的第1閾值，并且，所述影像的 色差與所述圖形圖像的色差之差比預(yù)先確定的第2閾值大時(shí)，所述判定部也可以判定為在 所述影像上重疊了所述圖形圖像。所述判定部，根據(jù)每個(gè)所述像素的透過(guò)信息，按每個(gè)像素來(lái)判定是否在所述影像 上重疊了所述圖形圖像，所述濾波處理部及所述縮放部，也可以根據(jù)每個(gè)所述像素的判定 結(jié)果來(lái)切換處理。所述判定部，也可以對(duì)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度超過(guò)預(yù)先確定的第3閾值 的像素的數(shù)量，在預(yù)先確定的期間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值為第4閾值以上的時(shí)候，判定為在 所述影像上未重疊所述圖形圖像，當(dāng)所述計(jì)數(shù)值小于第4閾值的時(shí)候，判定為在所述影像 上重疊了所述圖形圖像。根據(jù)本發(fā)明，OSD透過(guò)的影像信號(hào)從4:2:0格式的狀態(tài)直接被縮放，因此可以得到 頻率特性劣化較少的鮮明的影像。另外，重疊了 OSD的影像信號(hào)的處理根據(jù)透過(guò)判定結(jié)果 被切換為4:2:2格式處理，因此可以減輕OSD的垂直分辨率劣化。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的記錄器100的框圖。圖2是表示影像處理部105的詳細(xì)功能模塊的結(jié)構(gòu)的圖。圖3 (a) (c)是表示濾波處理部207的輸入輸出處理的一個(gè)實(shí)例的圖。圖4是表示透明度判定部211的處理步驟的流程圖。圖5是表示實(shí)施方式2所涉及的透明度判定部211的處理步驟的圖。圖6(a) (d)是表示與合成后的色差信號(hào)相關(guān)的以往的影像處理的一個(gè)實(shí)例的 圖。圖中100_影像處理裝置；101-盤(pán)；102-盤(pán)驅(qū)動(dòng)部；103-天線；104-調(diào)諧器； 105-影像處理部；106-輸出部；201-流控制部；202-視頻譯碼器；203-圖形處理部； 204-存儲(chǔ)器；205-RGB-YUV變換部；206-亮度信號(hào)合成部；207-濾波處理部；210-色差信號(hào) 合成部；211-透明度判定部；212-第3縮放部；213-第1縮放部；214-第2縮放部；215-縮 放處理部；216-開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的影像處理裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中， 假定影像處理裝置是具有數(shù)字廣播記錄功能的記錄器(recorder)。記錄器中設(shè)有盤(pán)驅(qū)動(dòng) 部，盤(pán)驅(qū)動(dòng)部被用于數(shù)字廣播的記錄以及所記錄的數(shù)字廣播的再現(xiàn)。盤(pán)驅(qū)動(dòng)部中可以裝入 例如藍(lán)光光盤(pán)(blue-raydiSC，BD)，也可以再現(xiàn)藍(lán)光光盤(pán)中記錄的內(nèi)容。另外，本申請(qǐng)發(fā)明 除了作為記錄器來(lái)實(shí)施以外，也可以作為例如進(jìn)行后述處理的再現(xiàn)裝置(播放器)、電視、具有電視接收功能的移動(dòng)電話、PC等來(lái)實(shí)施。(實(shí)施方式1)本實(shí)施方式的記錄器是將4:2:0格式的影像信號(hào)分解為亮度信號(hào)及色差信號(hào)分別進(jìn)行處理的。此時(shí)，根據(jù)在影像上是否重疊了 0SD(0ri ScreenDisplay)來(lái)變更色差信號(hào) 的處理方法。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于未重疊OSD的影像，直接從4:2:0格式縮放色差信號(hào)并輸出。 其結(jié)果是，可以得到頻率特性劣化較少的鮮明的影像。另一方面，在重疊了 0SD，且影像的 色差與OSD的色差之間存在規(guī)定以上的差值的情況下，將色差信號(hào)變換為4 2 2格式，并對(duì) 變換后的色差信號(hào)進(jìn)行縮放與輸出。若在4:2:0格式下進(jìn)行處理，則通常為4:4:4格式的 OSD的顏色信息將會(huì)大幅削減，但因?yàn)樽儞Q為4:2:2格式，所以可以減輕OSD的垂直分辨率 的劣化。圖1是本實(shí)施方式的記錄器100的框圖。記錄器100具有盤(pán)驅(qū)動(dòng)部102、天線103、調(diào)諧器(tuner) 104、影像處理部105和 輸出部106。盤(pán)驅(qū)動(dòng)部102再現(xiàn)盤(pán)101中存儲(chǔ)的信息，并將影像信號(hào)和字幕的圖形數(shù)據(jù)等數(shù)字 信號(hào)輸出。盤(pán)101是記錄了影像信號(hào)或圖形數(shù)據(jù)的盤(pán)(例如BD)。另外，盤(pán)可以從記錄器 100中取出，并不是記錄器100的構(gòu)成要素。天線103接收廣播波。調(diào)諧器104將天線103接收的廣播波中包含的廣播數(shù)據(jù) 的數(shù)字信號(hào)輸出。影像處理部105對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行選擇、解調(diào)，并變換為基帶(base band)的影像信號(hào)。影像處理部105優(yōu)選由一個(gè)芯片電路實(shí)現(xiàn)。輸出部106將影像處理部 105輸出的基帶的影像信號(hào)變換為例如HDMI規(guī)格的信號(hào)等，并將變換后的信號(hào)輸出。以下，利用圖2詳細(xì)說(shuō)明影像處理部105。另外，在本實(shí)施方式中，假定輸入到影像 處理部105的影像信號(hào)為4 2 0格式的影像信號(hào)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。4 2 0格式已在本申請(qǐng)說(shuō)明 書(shū)的背景技術(shù)欄中做了詳細(xì)說(shuō)明。圖2表示影像處理部105的詳細(xì)功能模塊的構(gòu)造。影像處理部105具備流控制 部201、視頻譯碼器202、圖形處理部203、存儲(chǔ)器204、RGB-YUV變換部205、亮度信號(hào)合成部 206、濾波處理部207、色差信號(hào)合成部210、透明度判定部211、第3縮放部212、縮放處理部 215。流控制部201從所輸入的數(shù)字信號(hào)中選擇要再現(xiàn)的信號(hào)。在這里，選擇要再現(xiàn)的 信號(hào)是指，例如，選擇再現(xiàn)來(lái)自盤(pán)驅(qū)動(dòng)部102的輸入還是再現(xiàn)來(lái)自調(diào)諧器104的輸入。之 后，將與所選擇的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的影像信號(hào)輸出到視頻譯碼器202。并且，將與所選擇的信號(hào) 相對(duì)應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)輸出到圖形處理部203。視頻譯碼器202對(duì)影像信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并輸出亮度信號(hào)和色差信號(hào)。在本實(shí)施方 式中，被輸入到影像處理部105的數(shù)字信號(hào)是4:2:0格式的影像信號(hào)，因此被解調(diào)的色差信 號(hào)(Cb信號(hào)以及Cr信號(hào))的信息量(像素?cái)?shù)或尺寸)相對(duì)于亮度信號(hào)(Y信號(hào))的信息量 而言在縱向、橫向均為二分之一。此外，4:2:0格式的影像信號(hào)中的色差信號(hào)被譯碼為像 素位置相對(duì)于亮度信號(hào)錯(cuò)位0. 5行的數(shù)據(jù)。濾波處理部207接收從視頻譯碼器202輸出的色差信號(hào)，并進(jìn)行用于使色差信號(hào) 在垂直方向的像素?cái)?shù)與亮度信號(hào)在垂直方向的像素?cái)?shù)相一致的處理。濾波處理部207具有 重復(fù)處理部207a和垂直放大部207b。
圖3(a) (c)表示濾波處理部207的輸入輸出處理的一個(gè)實(shí)例。圖3 (a) (c) 中的橫虛線表示影像信號(hào)在垂直方向的像素位置。色差信號(hào)用“〇”表示，亮度信號(hào)用“ ·，， 表不。另外，在輸入到影像處理部105的數(shù)字信號(hào)是4:2:0格式的影像信號(hào)的前提下，濾 波處理部207不需要接收亮度信號(hào)。但是，在不存在這種前提的情況下，為了調(diào)整色差信號(hào) 在垂直方向的像素?cái)?shù)，濾波處理部207既可以接收亮度信號(hào)，也可以接收亮度信號(hào)在垂直 方向的像素?cái)?shù)的信息。圖3(a)表示輸入到濾波處理部207的色差信號(hào)的例子。如圖3 (a)所示，4:20的 影像信號(hào)中的色差信號(hào)被譯碼為像素位置相對(duì)于亮度信號(hào)錯(cuò)位0. 5行的數(shù)據(jù)。色差信號(hào)被 輸入到濾波處理部207。濾波處理部207使用后述的重復(fù)處理部207a及垂直放大部207b中的任意一個(gè)， 使色差信號(hào)在垂直方向的像素?cái)?shù)與亮度信號(hào)在垂直方向的像素?cái)?shù)一致。例如，重復(fù)處理部207a原樣保持所輸入的色差數(shù)據(jù)的值，并在垂直方向上重復(fù)該 色差數(shù)據(jù)的值使得色差信號(hào)的像素?cái)?shù)增加，從而使色差信號(hào)的垂直像素?cái)?shù)與亮度信號(hào)的垂 直像素?cái)?shù)一致。圖3(b)表示重復(fù)處理部207a的輸出信號(hào)的例子。某個(gè)色差數(shù)據(jù)的值，被 當(dāng)作在垂直方向上的下一個(gè)像素的色差數(shù)據(jù)的值來(lái)使用。在此情況下，亮度信號(hào)和色差信 號(hào)的像素位置錯(cuò)位0.5行。另一方面，垂直放大部207b不僅使色差信號(hào)在垂直方向的像素?cái)?shù)與亮度信號(hào)在 垂直方向的像素?cái)?shù)一致。垂直放大部207b進(jìn)行放大濾波處理，使垂直方向的色差信號(hào)的像 素位置與亮度信號(hào)的像素位置也一致。在此，“放大濾波處理”是指利用插補(bǔ)濾波器，使得 與亮度信號(hào)的垂直像素?cái)?shù)、以及與亮度信號(hào)的垂直像素位置相一致的處理。另外，圖3 (b)及圖3 (c)的處理對(duì)于任意色差信號(hào)(Cb信號(hào)及Cr信號(hào))都適用。開(kāi)關(guān)207c選擇輸出重復(fù)處理部207a的處理結(jié)果還是輸出垂直放大部207b的處 理結(jié)果。選擇哪個(gè)是通過(guò)透明度判定部211的判定結(jié)果來(lái)控制的。另外，根據(jù)圖2的濾波處理部207的構(gòu)造，雖然重復(fù)處理部207a及垂直放大部 207b都工作，但輸出的只是任意一方的色差信號(hào)?？紤]到耗電量的減少等，也可以將開(kāi)關(guān) 207c設(shè)置在視頻譯碼器202與重復(fù)處理部207a及垂直放大部207b之間來(lái)選擇輸入信號(hào)， 并使未輸入色差信號(hào)的要素不工作。圖形處理部203從流控制部201接收腳本數(shù)據(jù)或壓縮后的圖形數(shù)據(jù)。圖形處理部 203根據(jù)腳本數(shù)據(jù)等的描繪指示，將圖形圖像(例如字幕圖像)作為OSD平面的影像信號(hào) (0SD影像信號(hào))向存儲(chǔ)器204描繪。OSD影像信號(hào)是用RGB顏色空間來(lái)表現(xiàn)的。S卩，亮度 信號(hào)(Y)、Cb信號(hào)以及Cr信號(hào)的信息量相等。并且在OSD影像信號(hào)上附加了透過(guò)信息。例如，OSD影像信號(hào)的各像素是用作為透過(guò)信息的α值和作為顏色信息的RGB值 來(lái)表現(xiàn)的。更具體來(lái)說(shuō)，OSD影像信號(hào)的各像素包含α值、紅色像素值、綠色像素值、以及 藍(lán)色像素值。根據(jù)描繪指示，在存儲(chǔ)器204中存儲(chǔ)α值，并且也存儲(chǔ)RGB各顏色的像素值。 在本實(shí)施方式中，α值及RGB各顏色的像素值分別用8位來(lái)表現(xiàn)。RGB-YUV變換部205將描繪到存儲(chǔ)器204中的OSD影像信號(hào)的RGB值變換為亮度 信號(hào)和色差信號(hào)。從RGB-YUV變換部205輸出的亮度信號(hào)與透過(guò)信息一起被輸入到亮度信 號(hào)合成部206。
同樣，從RGB-YUV變換部205輸出的色差信號(hào)與透過(guò)信息一起被輸入到色差信號(hào) 合成部210。亮度信號(hào)合成部206按照透過(guò)信息，合成從視頻譯碼器202輸出的影像信號(hào)和來(lái) 自RGB-YUV變換部205的亮度信號(hào)。合成后的亮度信號(hào)通過(guò)第3縮放部212縮放為輸出分 辨率后輸出。色差信號(hào)合成部210合成來(lái)自RGB-YUV變換部205的色差信號(hào)和來(lái)自濾波處理部 207的色差信號(hào)。合成后的色差信號(hào)通過(guò)縮放處理部215縮放為輸出分辨率后輸出?？s放處理部215具有第1縮放部213、第2縮放部214和開(kāi)關(guān)216。第1縮放部213接收合成后的色差信號(hào)并提取原來(lái)的4:2:0的色差數(shù)據(jù)，以4 2 0 的像素位置為基準(zhǔn)，將合成后的色差信號(hào)縮放為輸出分辨率。也就是說(shuō)，縮放處理部215提 取例如圖3(b)中所示的影像色差數(shù)據(jù)中的用實(shí)線圓圈“〇”表示的像素組并進(jìn)行縮放。第2縮放部214接收合成后的色差信號(hào)，使用輸入的所有的像素，以4:2:2的像素 位置為基準(zhǔn)，將合成后的色差信號(hào)縮放為輸出分辨率。也就是說(shuō)，縮放處理部214使用例如 圖3(c)所記載的影像色差數(shù)據(jù)中的、用實(shí)線圓圈“〇”以及虛線圓圈表示的像素組進(jìn)行縮 放。開(kāi)關(guān)216是選擇輸出第1縮放部213還是輸出第2縮放部214的開(kāi)關(guān)，通過(guò)透明 度判定部211的判定結(jié)果來(lái)進(jìn)行控制。另外，與開(kāi)關(guān)207c相同，也可以變更設(shè)置開(kāi)關(guān)216的位置。具體來(lái)說(shuō)，也可以將開(kāi) 關(guān)216設(shè)置在色差信號(hào)合成部210與第1縮放部213及第2縮放部214之間并選擇輸入信 號(hào)，使未輸入合成后的色差信號(hào)的要素不工作。在透明度判定部211中判定OSD影像信號(hào)的透明度。關(guān)于該判定處理，后面將參 照?qǐng)D4詳細(xì)說(shuō)明。在透明度判定部211判定為影像上實(shí)際未重疊OSD的情況下，將開(kāi)關(guān)207c切換到 重復(fù)處理部207a —側(cè)。于是，濾波處理部207輸出通過(guò)重復(fù)處理部207a進(jìn)行重復(fù)輸出后 的影像信號(hào)。該影像信號(hào)保持了視頻譯碼時(shí)的4:2:0格式的色差分量的像素?cái)?shù)據(jù)。并且， 該影像信號(hào)保持了視頻譯碼時(shí)的4:2:0格式的色差分量的位置信息。透明度判定部211根據(jù)判定結(jié)果將開(kāi)關(guān)216切換到第1縮放部213 —側(cè)。第1縮 放部213提取變換前的4:2:0格式的YUV形式的影像信號(hào)的色差分量的像素?cái)?shù)據(jù)，并根據(jù) 其位置信息縮放變換為輸出分辨率。另一方面，在透明度判定部211判定為影像上實(shí)際重疊了 OSD的情況下，將開(kāi)關(guān) 207c切換到垂直放大部207b —側(cè)。于是，濾波處理部207輸出通過(guò)垂直放大部207b處理 后的影像信號(hào)。此時(shí)，垂直放大部207b將通過(guò)視頻譯碼器202譯碼后的色差信號(hào)完全變換 為4:2:2格式的色差信號(hào)。此時(shí)，變換后的影像信號(hào)沒(méi)有保持視頻譯碼時(shí)的4:2:0的原數(shù) 據(jù)的色差分量的像素?cái)?shù)據(jù)。并且，該影像信號(hào)沒(méi)有保持視頻譯碼時(shí)的4:2:0的原數(shù)據(jù)的色 差分量的位置信息。透明度判定部211根據(jù)判定結(jié)果將開(kāi)關(guān)216切換到第2縮放部214 —側(cè)。第2縮 放部214將以4:2:2格式的像素位置為基準(zhǔn)合成后的色差信號(hào)縮放為輸出分辨率。圖4是表示透明度判定部211的處理步驟的流程圖。在步驟Sl中，透明度判定部211按每個(gè)像素來(lái)取得OSD影像信號(hào)的透明度的信
9信息。在步驟S2中，透明度判定部211按每個(gè)像素將OSD影像信號(hào)的透明度與預(yù)先確定 的值(規(guī)定值)相比較。規(guī)定值是指，例如透明度20%。若在規(guī)定值以上則處理進(jìn)入步驟 S3，若小于規(guī)定值則處理進(jìn)入步驟S4。在步驟S3中，透明度判定部211設(shè)為在影像上未重疊0SD，切換開(kāi)關(guān)207c及開(kāi)關(guān) 216，以便基于4:2:0格式進(jìn)行處理。另一方面，在步驟S4中，透明度判定部211判定影像的色差與OSD的色差之間的 差異是否在規(guī)定值以下。影像的色差與OSD的色差之間的差異在規(guī)定值以下時(shí)處理進(jìn)入步 驟S3，否則處理進(jìn)入步驟S5。在此從步驟S4進(jìn)入步驟S3的理由是，OSD的色差與影像的色差相同、或與之相 近時(shí)，當(dāng)作在影像上未重疊OSD來(lái)處理也沒(méi)有問(wèn)題，并且優(yōu)選利用縮放性能較高的后級(jí)的 4:2:0格式的縮放。另外，OSD的色差與影像的色差相同時(shí)是指，例如，在畫(huà)面內(nèi)的上下顯 示黑色邊線的寬熒幕電影(Cinemascope)的方式中，在黑色邊線的影像上顯示白色字幕 (OSD)的情況。雙方的亮度雖然不同但是色差相同。不過(guò)，上述步驟S4并非必須。因?yàn)榕c總是進(jìn)行變換為4:2:2格式的變換處理的以 往的方法相比，通過(guò)從步驟S2進(jìn)入步驟S3，可以得到能夠抑制畫(huà)質(zhì)劣化的效果。另一方面，OSD的顏色與影像的顏色不同時(shí)，若進(jìn)行基于4:2:0格式的處理，則OSD 的顏色垂直分辨率會(huì)降低，并產(chǎn)生顏色的劣化。因此在步驟S5中透明度判定部211切換開(kāi) 關(guān)207c及開(kāi)關(guān)216，以便基于4:2:2格式進(jìn)行處理。另外，在本實(shí)施方式中，雖然說(shuō)明了濾波處理部207中設(shè)置有重復(fù)處理部207a及 垂直放大部207b，但這是一個(gè)例子。也可以通過(guò)變更同一濾波器資源的參數(shù)，從而使用一個(gè) 硬件并從軟件上實(shí)現(xiàn)重復(fù)處理部207a及垂直放大部207b。此時(shí)，開(kāi)關(guān)207c被置換為變更 參數(shù)的處理。在本實(shí)施方式中，雖然說(shuō)明了縮放處理部215中設(shè)置有第1縮放部213及第2縮 放部214，但這也是一個(gè)例子。也可以通過(guò)變更同一縮放器(Scaler)資源的參數(shù)，從而使用 一個(gè)硬件并從軟件上實(shí)現(xiàn)第1縮放部213及第2縮放部214。此時(shí)，開(kāi)關(guān)216被置換為變更 參數(shù)的處理。另外，說(shuō)明了向后級(jí)的縮放處理部215中輸入4:2:2格式的信號(hào)。這是起因于濾 波處理部207輸出4:2:2格式的信號(hào)。然而，濾波處理部207也可以將4:2:0格式的信號(hào) 變換為4:4:4格式的信號(hào)，以后作為4:4:4格式的信號(hào)進(jìn)行處理。根據(jù)以上所述，在OSD透過(guò)的影像中，色差信號(hào)從4:2:0格式直接被縮放，因此可 以得到頻率特性劣化較少的鮮明的影像，并且，在重疊了 OSD的情況下，根據(jù)透過(guò)判定結(jié) 果，色差信號(hào)被切換為4:2:2格式處理。這意味著4:4:4格式的OSD影像信號(hào)不在OSD透 過(guò)時(shí)的那種4:2:0格式下進(jìn)行處理。由此可以減輕OSD的垂直分辨率劣化。另外，因?yàn)闆](méi)有了通過(guò)演算生成的低位位的舍入處理，所以可以減輕色差信號(hào)的 灰度等級(jí)劣化。在此“舍入”是指，用位列表示的值按照一定的規(guī)則用不同的位值(近似值) 來(lái)表現(xiàn)。更具體地說(shuō)明。在以往的處理中，例如將8位的影像信號(hào)擴(kuò)充為更多位數(shù)(例如 10位)的影像信號(hào)，之后進(jìn)行縮放并進(jìn)行舍入為更少位數(shù)(例如8位)的處理。其結(jié)果是
10由位舍入產(chǎn)生了灰度等級(jí)精度的劣化。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式的處理，對(duì)于透過(guò)OSD的影像信號(hào)，原本的8位影像 (4:2:0格式)不變換為4:2:2格式，換言之即不變更位數(shù)，而直接進(jìn)行縮放，所以不需要位 舍入處理。因此不發(fā)生位舍入，灰度等級(jí)劣化被抑制。此外，在合成OSD的情況下，也可以減輕OSD的色差信號(hào)的垂直分辨率的劣化。也就是說(shuō)，本實(shí)施方式的影像處理裝置具備濾波處理部207，其將4:2:0格式的 YUV形式的影像信號(hào)變換為4:2:2或4:4:4格式的YUV形式的影像信號(hào)；透明度判定部211， 其判定影像信號(hào)上是否重疊了圖形圖像；色差信號(hào)合成部210，其將圖形圖像的色差分量 重疊在由濾波處理部207變換后的影像信號(hào)的色差分量上，并作為合成影像信號(hào)輸出；和 縮放處理部215，其對(duì)合成影像信號(hào)進(jìn)行縮放處理。在透明度判定部211判定為影像信號(hào) 上未重疊圖形圖像的情況下，濾波處理部207進(jìn)行變換，以便使變換后的4:2:2或4:4:4格 式的YUV形式的影像信號(hào)保持變換前的4:20格式的YUV形式的影像信號(hào)的色差分量的像 素?cái)?shù)據(jù)及位置信息，縮放處理部215在進(jìn)行縮放前在濾波處理部207中提取變換前的4:2:0 格式的YUV形式的影像信號(hào)的色差分量的像素?cái)?shù)據(jù)，并根據(jù)所述位置信息進(jìn)行縮放。另一 方面，在透明度判定部211判定為影像信號(hào)上重疊了圖形圖像的情況下，濾波處理部207進(jìn) 行變換，以便使變換后的4 2 2或4 4 4格式的YUV形式的影像信號(hào)不保持變換前的4:2:0 格式的YUV形式的影像信號(hào)的色差分量的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息，縮放處理部215對(duì)所述合 成影像信號(hào)在原樣保持4 2 2或4 4 4格式的狀態(tài)下進(jìn)行縮放處理。由此，透過(guò)OSD的影像信號(hào)從4:2:0直接被縮放，因此可以得到頻率特性劣化較少 的鮮明的影像，并且，在重疊了 OSD的情況下，根據(jù)透過(guò)判定結(jié)果切換到4:2:2處理側(cè)，因此 可以減輕OSD的垂直分辨率劣化。另外，判定影像信號(hào)上是否重疊了圖形圖像的透明度判定部211是根據(jù)圖形圖像 的透過(guò)信息來(lái)判定的。由此，可以實(shí)施與圖形圖像的透過(guò)信息的變化相對(duì)應(yīng)的縮放處理。此外，按每個(gè)像素來(lái)進(jìn)行判定影像信號(hào)上是否重疊了圖形圖像的判定處理，并切 換處理。由此，可以實(shí)施與圖形圖像的每個(gè)像素的透過(guò)信息的變化相對(duì)應(yīng)的縮放。(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式所涉及的記錄器具有與實(shí)施方式1所涉及的記錄器100相同的構(gòu)造。 因此，將圖1及圖2所示的記錄器100當(dāng)作本實(shí)施方式所涉及的記錄器進(jìn)行說(shuō)明。另外，除 了以下特別說(shuō)明的構(gòu)造及動(dòng)作之外，因?yàn)榕c實(shí)施方式1的記錄器的構(gòu)造及動(dòng)作相同，所以 省略那些說(shuō)明。本實(shí)施方式與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)在于，透明度判定部211采用了與實(shí)施方式1 所涉及的判定方法不同的判定方法這一點(diǎn)。以下，說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的記錄器100。圖5表示本實(shí)施方式所涉及的透明度判定部211的處理步驟。在本實(shí)施方式中， 在圖4的步驟S 1的后面追加了步驟SlO及S11，取代其而省略了 S2及S4。在步驟SlO中，透明度判定部211對(duì)OSD的透明度被設(shè)定為預(yù)先確定的值以上(例 如20%以上)的像素的像素?cái)?shù)在規(guī)定期間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)。規(guī)定期間是指，例如1個(gè)幀期間(例 如1/60秒)或2個(gè)場(chǎng)期間。在步驟Sll中，透明度判定部211判定該計(jì)數(shù)值是否為規(guī)定值以上。若為規(guī)定值以上，則判定為影像上未重疊0SD，處理進(jìn)入步驟S3。在此，所謂規(guī)定值是指例如1幀期間 內(nèi)所包含的總像素?cái)?shù)的99%以上。并且，透明度判定部211切換開(kāi)關(guān)207c及開(kāi)關(guān)216，以便基于4:2:0格式進(jìn)行處 理。另一方面，若小于規(guī)定值，則透明度判定部211判定為影像上重疊了 0SD，處理進(jìn)入步驟 S5。而且，透明度判定部211切換開(kāi)關(guān)207c及開(kāi)關(guān)216，以便基于4:2:2格式進(jìn)行處理。由于在本實(shí)施方式中需要上述計(jì)數(shù)處理，因此與實(shí)施方式1相比，實(shí)時(shí)性等性能 將會(huì)劣化。但是，濾波處理部207和縮放處理部215的構(gòu)造變得簡(jiǎn)單。由此，容易共享4:2:0 格式處理時(shí)和4:2:2格式處理時(shí)的資源。另外，在本實(shí)施方式中，也可以進(jìn)行與圖4的步驟S4相同的按每個(gè)像素來(lái)進(jìn)行的 透過(guò)判定。更具體來(lái)說(shuō)，也可以在步驟Sll和步驟S5之間，設(shè)置圖4所示的步驟S4，加入當(dāng) 影像的色差與OSD的色差相同或與其相近時(shí)視為透過(guò)的處理，并包含進(jìn)入步驟S3的處理。例如考慮在黑色邊線的影像上顯示白色字幕(OSD)的情況。因?yàn)橹丿B了 0SD，本來(lái) 應(yīng)該切換為可以降低OSD的畫(huà)質(zhì)劣化的基于4:2:2格式的處理。然而，影像全體基于4:2:2 格式處理的話，如上所述，將分2次實(shí)施濾波處理，信號(hào)的頻率特性將會(huì)劣化。因此，像在黑 色邊線的影像上顯示白色字幕(OSD)這樣的，影像的色差與OSD的色差相同或與其相近時(shí)， 也可以基于4:2:0格式進(jìn)行處理以防止影像的劣化。另外，對(duì)像素?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，也可以以影像與OSD的顏色差別是否明顯為基準(zhǔn)，根 據(jù)畫(huà)面位置進(jìn)行加權(quán)。本實(shí)施方式所涉及的記錄器對(duì)于判定在影像信號(hào)上是否重疊了圖形圖像的判定 結(jié)果在規(guī)定期間內(nèi)進(jìn)行累計(jì)，根據(jù)其累計(jì)值以規(guī)定期間周期切換處理。由此，因?yàn)榘疵慷我?guī) 定時(shí)間來(lái)切換縮放，所以可以防止成為所顯示的影像按每個(gè)領(lǐng)域其縮放方法不同的狀態(tài)。另外，雖然聯(lián)系上述圖4的步驟S2、S4及圖5的步驟S10、Sll的說(shuō)明具體說(shuō)明了 預(yù)先確定的值(閾值)，但這是一個(gè)例子。也可以采用其他數(shù)值作為閾值。與上述各實(shí)施方式相關(guān)的圖4及圖5的流程圖中記載的處理是當(dāng)作主要通過(guò)透明 度判定部211執(zhí)行來(lái)說(shuō)明的。透明度判定部211既可以預(yù)先通過(guò)像程序化的數(shù)字信號(hào)處理 器(DSP)那樣的1個(gè)半導(dǎo)體芯片或IC來(lái)實(shí)現(xiàn)上述流程圖所示的處理，也可以使用例如計(jì)算 機(jī)和軟件(計(jì)算機(jī)程序)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該計(jì)算機(jī)程序中記述了用于執(zhí)行圖4及圖5中所示的 各流程圖中記載的步驟的命令。執(zhí)行了計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖4及圖5所示的各流程 圖中記載的處理。計(jì)算機(jī)程序可以記錄在CD-ROM等記錄介質(zhì)上并作為商品在市場(chǎng)上流通， 或者可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等電通信電路來(lái)傳送。另外，除了透明度判定部211以外的其他構(gòu)成要素的功能也可以通過(guò)上述處理器 或計(jì)算機(jī)和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，影像處理部105自身也可以通過(guò)1個(gè)半導(dǎo)體芯片實(shí)現(xiàn)。(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明可以適用于數(shù)字電視和數(shù)字錄像機(jī)等解調(diào)4:2:0格式的影像信號(hào)并重疊 圖形數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行再現(xiàn)的設(shè)備中，在可以提供最佳再現(xiàn)環(huán)境這一點(diǎn)上是十分有用的。
1權(quán)利要求
1.一種影像處理裝置，在影像上重疊圖形圖像，其特征在于，所述圖形圖像的影像信號(hào)對(duì)于每個(gè)像素具有顏色信息以及與透明度相關(guān)的透過(guò)信息， 所述影像處理裝置具備濾波處理部，其接收表示所述影像的4 2 0格式的影像信號(hào)，并變換為4 2 2或4 4 4 格式的影像信號(hào)；判定部，其接收所述圖形圖像的影像信號(hào)，并根據(jù)所述透過(guò)信息，判定是否在影像上重 疊所述圖形圖像；合成部，其將所述圖形圖像的色差信號(hào)重疊在由所述濾波處理部變換后的影像信號(hào)的 色差信號(hào)上，并作為合成色差信號(hào)輸出；和縮放部，其對(duì)所述合成色差信號(hào)進(jìn)行縮放處理；所述濾波處理部及所述縮放部，根據(jù)通過(guò)所述判定部判定為在所述影像上未重疊所述 圖形圖像，還是判定為重疊了所述圖形圖像，來(lái)切換對(duì)所述4:2:0格式的影像信號(hào)的色差 信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息進(jìn)行保持的處理、和不保持的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，在通過(guò)所述判定部判定為在所述影像上未重疊所述圖形圖像時(shí)，所述濾波處理部以保 持所述4:2:0格式的影像信號(hào)的色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息的方式，將所述4:2:0格 式的影像信號(hào)變換為所述4 2 2或4 4 4格式的影像信號(hào)，并且，所述縮放部提取根據(jù)通過(guò) 所述濾波處理部變換后的影像信號(hào)而得到的所述合成色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)，并根據(jù)所述位 置信息對(duì)所述合成色差信號(hào)進(jìn)行縮放處理；在通過(guò)所述判定部判定為在所述影像上重疊了所述圖形圖像時(shí)，所述濾波處理部以不 保持所述4:2:0格式的影像信號(hào)的色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息的方式，將所述4:2:0 格式的影像信號(hào)變換為所述4:2:2格式或4:4:4格式的影像信號(hào)，并且，所述縮放部對(duì)所述 合成色差信號(hào)在保持4 2 2或4 4 4格式不變的狀態(tài)下進(jìn)行縮放處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的影像處理裝置，其特征在于，當(dāng)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度為預(yù)先確定的第1閾值以上時(shí)，所述判定部判定為 在所述影像上未重疊所述圖形圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的影像處理裝置，其特征在于，當(dāng)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度小于預(yù)先確定的第1閾值，并且，所述影像的色差 與所述圖形圖像的色差之差為預(yù)先確定的第2閾值以下時(shí)，所述判定部判定為在所述影像 上未重疊所述圖形圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的影像處理裝置，其特征在于，當(dāng)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度小于預(yù)先規(guī)定的第1閾值，并且，所述影像的色差 與所述圖形圖像的色差之差比預(yù)先確定的第2閾值大時(shí)，所述判定部判定為在所述影像上 重疊了所述圖形圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，所述判定部，根據(jù)每個(gè)所述像素的透過(guò)信息，按每個(gè)像素來(lái)判定是否在所述影像上重 疊所述圖形圖像。所述濾波處理部及所述縮放部，根據(jù)每個(gè)所述像素的判定結(jié)果來(lái)切換處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，所述判定部，對(duì)通過(guò)所述透過(guò)信息表示的透明度超過(guò)預(yù)先確定的第3閾值的像素的數(shù) 量，在預(yù)先確定的期間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值為第4閾值以上的時(shí)候，判定為在所述影像上 未重疊所述圖形圖像，當(dāng)所述計(jì)數(shù)值小于第4閾值的時(shí)候，判定為在所述影像上重疊了所 述圖形圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種影像處理裝置，其在影像上重疊圖形圖像。圖形圖像的影像信號(hào)對(duì)于每個(gè)像素具有顏色信息及透過(guò)信息，該影像處理裝置具備濾波處理部，接收表示影像的4:2:0格式的影像信號(hào)，并變換為4:2:2或4:4:4格式的影像信號(hào)；判定部，根據(jù)透過(guò)信息，判定是否在影像上重疊了圖形圖像；合成部，將圖形圖像的色差信號(hào)合成到由濾波處理部變換后的影像信號(hào)的色差信號(hào)上；和縮放部，對(duì)合成后的色差信號(hào)進(jìn)行縮放處理。濾波處理部及縮放部根據(jù)判定結(jié)果來(lái)切換對(duì)4:2:0格式的影像信號(hào)的色差信號(hào)的像素?cái)?shù)據(jù)及位置信息進(jìn)行保持的處理，和不保持的處理。由此，即使在影像信號(hào)上重疊了OSD影像信號(hào)，也能抑制重疊后的影像信號(hào)及OSD影像信號(hào)的頻率特性的劣化和灰度等級(jí)的劣化。
文檔編號(hào)H04N5/445GK101998083SQ20101024917
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者則竹俊哉 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社