(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号Ｙを１水平走査期間積分する積分回路と、該積分回路で積分された値を積分を行なったサンプル数で除算する除算回路と、該除算回路の出力を予め定めた基準値と比較する比較回路と、１フィールド期間に亘り該比較回路の比較情報を入力し画像の上端位置と下端位置を検出するエッジ検出回路で構成されるエッジ検出手段と、画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置と、前記エッジ検出手段の出力と前記平均輝度レベル検出装置の出力を入力とするアスペクト比識別手段とで構成され、前記アスペクト比識別手段がエッジ検出手段により第１のアスペクト比の画像のトップ位置とボトム位置以外に画像上端位置と画像下端位置を検出することを条件１とし、画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置の複数の出力が何れも各々に規定された最小値と最大値の中間値であることを条件２とし、この条件１と条件２が、共に満足する画像をアスペクト比が第１のアスペクト比よりワイドであると識別するアスペクト比自動識別装置。
【請求項２】
アスペクト比識別手段がエッジ検出手段によりアスペクト比が４：３の画像のトップ位置とボトム位置以外に画像上端位置と画像下端位置を検出することを条件１とし、画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置の複数の出力が何れも各々に規定された最小値と最大値の中間値であることを条件２とし、この条件１と条件２が、共に満足する画像をアスペクト比が４：３よりワイドであると識別する請求項１に記載のアスペクト比自動識別装置。
【請求項３】
アスペクト比識別手段が条件１と条件２が共に満足しないときは、この識別動作を繰り返し実行し、両条件が共に満足することを確認し、アスペクト比が第１のアスペクト比よりワイドであると識別する請求項１に記載のアスペクト比自動識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受像機やＶＣＲなどから得られる映像信号の１フィールドの画像の特定領域についての平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出装置と、該平均輝度レベル検出装置を用いたアスペクト比自動識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アスペクト比１６：９の様なワイドな画面のテレビジョン受像機やハイビジョンテレビジョン受像機（日本における高精細度テレビジョン受像機）などアスペクト比が１６：９の様なワイド画面のディスプレイが普及してきている。このアスペクト比１６：９の様なディスプレイを有効に利用するために、映像信号のアスペクト比を自動的に判別して画像の表示範囲を切換えるためのアスペクト比自動識別装置が重要視されている。
【０００３】
以下、図６と図７を用いて従来技術によるアスペクト比自動識別装置を説明する。図６は従来技術によるアスペクト比自動識別装置のブロック図を示すものであり、図７は入力映像信号と輝度分布の関係を示す図である。
図６において、１２はディジタル化された輝度信号Ｙを１水平走査期間積分する積分回路、１３は積分回路１２の出力を積分を行なったサンプル数で除算する除算回路、１４は除算回路１３の出力とあらかじめ定められた基準値を比較する比較回路、１５は比較回路１４の出力を１フィールドの画像期間に亘り入力し、例えば、入力映像信号が１６：９のレターボックス信号である場合を示す図７（ａ）のようにアスペクト比１６：９の様な画像の画像上端位置２３と画像下端位置２４を検出するエッジ検出回路、３１はエッジ検出回路１５の出力を入力としアスペクト比を識別するアスペクト比識別部である。
【０００４】
以上のように構成された従来技術によるのアスペクト比自動識別装置について、以下、図６および図７（ａ）を用いて、その動作を説明する。
まず、ディジタル輝度信号Ｙを積分回路１２で１水平走査期間毎に積分する。積分した結果を除算回路１３で除算することにより、１水平走査期間毎の平均輝度レベルが計算できる。計算した平均輝度レベルと予め定めた基準値とを比較回路１４で比較する事により、輝度レベルが該基準値より高いか低いかが判断される。この結果を１フィールド期間に亘りエッジ検出回路１５に入力する事により、図７（ａ）に示すように画像上端位置２３と、画像下端位置２４が得られ、その上端位置情報と下端位置情報から画像の垂直サイズを算出し該輝度信号Ｙがレターボックス信号である事を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、入力信号のアスペクト比が４：３でありながら画像内容が特殊な図７（ｂ）に示すような映像信号に対しても偽の画像上端位置２３'、偽の画像下端位置２４'を検出して、本来はアスペクト比が４：３の映像信号と判断すべき信号に対して、レターボックス信号と誤って判断するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点に鑑み、テレビジョン受像機に表示される画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置を具備し、テレビジョン受像機に表示される画像の平均輝度レベルを水平期間ごとに求めてその値を所定値と比較することにより前記画像の上部および下部に映像信号が存在しないと判断し、かつ、前記画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求めてその値を所定値と比較することにより前記領域に映像信号が含まれていると判断した場合には、アスペクト比がワイドであると判断することを特徴としたアスペクト比自動識別装置を提供するものである。
【０００９】
請求項１記載の発明は、輝度信号Ｙを１水平走査期間積分する積分回路と、該積分回路で積分された値を積分を行なったサンプル数で除算する除算回路と、該除算回路の出力を予め定めた基準値と比較する比較回路と、１フィールド期間に亘り該比較回路の比較情報を入力し画像の上端位置と下端位置を検出するエッジ検出回路で構成されるエッジ検出手段と、画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置と、前記エッジ検出手段の出力と前記平均輝度レベル検出装置の出力を入力とするアスペクト比識別手段とで構成され、前記アスペクト比識別手段がエッジ検出手段により第１のアスペクト比の画像のトップ位置とボトム位置以外に画像上端位置と画像下端位置を検出することを条件１とし、画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置の複数の出力が何れも各々に規定された最小値と最大値の中間値であることを条件２とし、この条件１と条件２が、共に満足する画像をアスペクト比が第１のアスペクト比よりワイドであると識別するアスペクト比自動識別装置であり、画像の上部方向および下部方向に映像信号が含まれていない場合にのみ、アスペクト比をワイドと判断するという作用を有する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、アスペクト比識別手段がエッジ検出手段によりアスペクト比が４：３の画像のトップ位置とボトム位置以外に画像上端位置と画像下端位置を検出することを条件１とし、画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求める平均輝度レベル検出装置の複数の出力が何れも各々に規定された最小値と最大値の中間値であることを条件２とし、この条件１と条件２が、共に満足する画像をアスペクト比が４：３よりワイドであると識別する請求項１に記載のアスペクト比自動識別装置であり、４：３の画像の上部方向および下部方向に映像信号が含まれていない場合にのみ、アスペクト比を４：３よりワイドと判断するという作用を有する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、アスペクト比識別手段が条件１と条件２が共に満足しないときは、この識別動作を繰り返し実行し、両条件が共に満足することを確認し、アスペクト比が第１のアスペクト比よりワイドであると識別する請求項１に記載のアスペクト比自動識別装置であり、リアルタイムに画像の上部方向および下部方向に映像信号が含まれていない場合にのみ、アスペクト比をワイドと判断するという作用を有する。
【００１２】
（発明の実施の形態１）
本発明の実施例における平均輝度レベル検出装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一実施例における平均輝度レベル検出装置のブロック図を示すものである。
【００１３】
実施例における平均輝度レベル検出装置は、平均輝度信号レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに検出するものであり、例えば、３つの積分回路と、３つのフリップフロップと、３つの除算回路と、１つのカウンタと、１つの制御パルス発生回路で構成されている。上記の構成によって、ディジタル輝度信号Ｙを３つの積分回路に入力して夫々異なる領域の輝度信号を積分し、得られた積分結果を１フィールドずつフリップフロップにラッチし、その結果を除算回路によって積分したサンプル数で除算するものである。その結果、１フィールド期間の輝度信号の３つの領域に対して平均輝度レベルを検出することができる。該３つの領域はそれぞれ画像の中央部と、画像の左端部近傍と、画像の右端部近傍に設定する。
【００１４】
具体的に説明すると、該平均輝度レベル検出装置は、水平同期信号に同期したパルス信号Ｈをリセット入力にもつカウンタ１と、前記カウンタ１のカウント出力ＣＮを入力とする制御パルス発生回路２と、輝度信号Ｙと前記制御パルス発生回路２の第１の出力Ｐ１を入力とする第１の積分回路３と、輝度信号Ｙと前記制御パルス発生回路２の第２の出力Ｐ２を入力とする第２の積分回路４と、輝度信号Ｙと前記制御パルス発生回路２の第３の出力Ｐ３を入力とする第３の積分回路５と、前記第１の積分回路３の出力Ｑ１を入力とし垂直同期信号Ｖをトリガ入力にもつ第１のフリップフロップ６と、前記第２の積分回路の出力Ｑ２を入力とし垂直同期信号Ｖをトリッガ入力にもつ第２のフリップフロップ７と、前記第３の積分回路の出力Ｑ３を入力とし垂直同期信号Ｖをトリガ入力にもつ第３のフリップフロップ８と、前記第１のフリップフロップの出力Ｔ１を入力とする第１の除算回路９と、前記第２のフリップフロップの出力Ｔ２を入力とする第２の除算回路１０と、前記第３のフリップフロップの出力Ｔ３を入力とする第３の除算回路１１で構成されている。
【００１５】
以上のように構成されたこの実施例における平均輝度レベル検出装置について、以下図２、図３、図４を用いてその動作を説明する。
まず、カウンタ１は水平同期信号に同期したパルス信号Ｈをリセット入力としてクロックパルスを０から１づつカウントする。クロック周波数が１４．３ＭＨｚの場合、このカウンタは０から９０９までカウントする。制御パルス発生回路２はカウンタ１のカウント出力ＣＮを入力とし、ある期間だけハイレベルとなるパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を発生する。
【００１６】
制御パルス発生回路２を図２のように構成した場合、カウンタ１のカウント出力ＣＮはまずフリップフロップ１６にラッチされる。フリップフロップ１６の出力は一致検出回路１７、１８、１９に入力され、夫々、規定カウント数Ａ、Ｂ、Ｃと比較される。フリップフロップ１６の出力が規定カウント数Ａ、Ｂ、Ｃと一致した場合、一致検出回路１７、１８、１９は夫々ハイレベル信号を出力する。該ハイレベル信号の幅を８クロックパルス幅となるように、一致検出回路１７、１８、１９を構成した場合、制御パルス発生回路２のタイミングチャートは図３のようになる。
【００１７】
積分回路３、４、５は制御パルス発生回路２の出力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がハイレベルの間だけ積分動作を行なう。この動作により、該積分回路３、４、５は１水平走査期間のある範囲についてのみ輝度レベルを積分することができる。フリップフロップ６、７、８は積分回路３、４、５の出力Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を夫々垂直同期信号Ｖを利用し画像のトップ位置でリセットし、画像のボトム位置でラッチする。除算回路９、１０、１１はフリップフロップ６、７、８の出力Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を積分回路３、４、５で積分したサンプル数で除算し、平均輝度レベル１、２、３を表わす平均輝度レベル信号２８、２９、３０を出力する。
【００１８】
このようにして１フィールド期間中の輝度信号に対して、図４に示すように領域２０、領域２１、及び領域２２それぞれの平均輝度レベル１、２、３を検出することができる。
ここでは平均輝度レベル検出領域を３つとして説明したが、これは３つに限定したものではない。その領域数に従って構成回路数も変化する。
【００１９】
請求項１から請求項２に記載の発明の実施例であるアスペクト比自動識別装置について図面を参照しながら説明する。該アスペクト比自動識別装置のブロック図を図５に示す。
該アスペクト比自動検出装置は、テレビジョン受像機に表示される画像の平均輝度レベルを水平期間ごとに求めてその値を所定値と比較することにより前記画像の上部および下部に映像信号が存在しないと判断し、かつ、前記画像の平均輝度レベルを水平方向に抽出した複数の領域ごとに求めてその値を所定値と比較することにより前記領域に映像信号が含まれていると判断した場合には、アスペクト比がワイドであると判断することを特徴としたものであり、輝度信号Ｙを入力とし画像の上端および下端位置信号を出力する従来例に用いられているエッジ検出部２７と、輝度信号Ｙを入力とし複数領域の平均輝度レベル信号を出力とする平均輝度レベル検出装置２５と、該エッジ検出部２７と該平均輝度レベル検出装置２５の出力を入力としアスペクト比識別信号を出力するアスペクト比識別部２６とで構成されている。
【００２０】
前記エッジ検出部２７を用いて、図７（ａ）示す画像上端位置２３と画像下端位置２４を検出することを条件１とする。すなわち、水平走査期間ごとに求めた平均輝度レベルが所定の値より高いか低いかを判定し、画像位置の上端と下端とを求める。
さらに、平均輝度レベル検出装置２５により検出された図４に示す領域２０の平均輝度レベル１と、領域２１の平均輝度レベル２と、領域２２の平均輝度レベル３の何れもが予め定められた所定の値である各々の最小規定値と最大規定値の中間値であることを条件２とする。すなわち、平均輝度レベルが最小規定値と最大規定値の中間値であれば映像があると判断されることとなる。逆に言えば、そのように判断できるように、前記最小規定値と最大規定値を設定する。
【００２１】
前記条件１と前記条件２が共に満足される時、その画像のアスペクト比はワイド、例えば１６：９であると識別する。条件１と条件２の両方または何れか一方が満足しないときは、アスペクト比はワイドではないと識別する。即ち、例えば、前記エッジ検出の検出位置のトップ位置とボトム位置が、それぞれ４：３のアスペクト位置に対応している場合には、現在の映像信号のアスペクト比は４：３であると識別する。
【００２２】
なお、上記構成はアスペクト比が１６：９のようなワイドな画像を識別する装置の構成とその方法であるが、この逆も実施可能である。
（発明の実施の形態２）
請求項３に記載の本発明は、前記条件１と条件２の両条件、または何れか一方が満足されていない時は、再度アスペクト比識別動作を行うものである。そして、両条件が満足されていることを確認できた時に、該画像のアスペクト比が例えば４：３よりワイドな画像、例えば１６：９であると識別するものである。すなわち、本発明により、リアルタイムにアスペクト比の識別が可能となる。
【００２３】
以上の説明は、アスペクト比が４：３の画像を基本とし、アスペクト比が１６：９のようなワイドな画像を識別する装置の構成とその方法であるが、他のアスペクト比でも構わないし、この逆も実施可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、従来技術によるアスペクト比自動検出装置から得られる画像の上端位置情報と下端位置情報と画像の平均輝度レベル情報を用いてアスペクト比を識別することにより、アスペクト比の識別信号をもたない映像信号に対するアスペクト比の誤判定率をが低下させることができし、その実用的効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例における平均輝度レベル検出装置のブロック図
【図２】本発明の第一実施例における制御パルス発生回路のブロック図
【図３】本発明の第一実施例における制御パルス発生回路のタイミングチャート
【図４】本発明の第一実施例における平均輝度レベル検出装置による輝度信号のサンプル領域を示す図
【図５】本発明の第一実施例であるアスペクト比自動識別装置のブロック図
【図６】従来技術によるのアスペクト比自動識別装置を示すブロック図
【図７】（ａ）レターボックス信号の輝度分布と画像上端および下端位置を示す図
（ｂ）アスペクト比４：３の信号の特殊な信号の輝度分布と偽の画像上端および下端位置を示す図
【符号の説明】
１  カウンタ
２  制御パルス発生回路
３、４、５、１２  積分回路
６、７、８、１６  フリップフロップＦＦ
９、１０、１１、１３  除算回路
１４  比較回路
１５  エッジ検出回路
１７、１８、１９  一致検出回路
２０、２１、２２  平均輝度レベル検出領域
２３  レターボックス信号の画像上端位置
２３’  偽の画像上端位置
２４  レターボックス信号の画像下端位置
２４’  偽の画像下端位置
２５  本発明による平均輝度レベル検出装置
２６  アスペクト比識別部
２７  従来技術によるアスペクト比自動識別装置を構成するエッジ検出部
２８、２９、３０、  平均輝度レベル信号
３１  従来技術におけるアスペクト比識別部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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