CN112673643B - 画质电路、图像处理装置及信号特征检测方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够在维持电路规模的同时实现更高精细的像素数多的信号的特征检测的画质电路、图像处理装置及信号特征检测方法。画质电路具备：向下变换部，其将输入的第一信号向下变换为分辨率比所述第一信号低的第二信号；以及特征检测部，其进行第三信号的特征检测，其中，所述第三信号是由与输入所述第一信号的***不同的***输入的、分辨率比所述第一信号低的信号，所述特征检测部进行由所述向下变换部进行了向下变换的所述第二信号的特征检测。

Description

画质电路、图像处理装置及信号特征检测方法
本申请要求在2019年9月19日提交日本专利局、申请号为2019-170854、发明名称为“画质电路、图像处理装置及信号特征检测方法”的日本专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请的实施方式涉及画质电路、图像处理装置及信号特征检测方法。
背景技术
目前，公开有进行图像信号的特征检测并使用该特征检测结果来执行各种处理的技术。例如，已知有如下的技术：检测基于图像信号的像素的亮度等级得到的直方图(histogram)并显示该直方图，由此来确认内容的实际的动态范围(Dynamic range)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-23460号公报
发明内容
近年来，开始了新频带(左旋波)上的4K/8K卫星广播。然而，在这样的4K/8K卫星广播中，存在如下的课题：为了执行8K广播信号(7680×4320)的特征检测(例如直方图的检测)，需要用于存储相较于4K广播信号(3840×2160)而言为其4倍的数据的RAM(RandomAccess Memory)。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供能够在维持电路规模的同时实现更高精细的像素数多的信号的特征检测的画质电路、图像处理装置及信号特征检测方法。
本申请实施方式的画质电路具备：向下变换部，其将输入的第一信号向下变换为分辨率比所述第一信号低的第二信号；以及特征检测部，其进行第三信号的特征检测，其中，所述第三信号是由与输入所述第一信号的***不同的***输入的、分辨率比所述第一信号低的信号，所述特征检测部进行由所述向下变换部进行了向下变换的所述第二信号的特征检测。
附图说明
图1是表示第一实施方式的图像处理装置的结构的框图；
图2是表示图像解码器及信号处理部的构成例的图；
图3是表示第二实施方式的图像解码器及信号处理部的构成例的图。
附图标记说明
11…数字电视接收器，51…画质电路，60…直方图检测部，65…控制部，73…向下变换部。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的图像处理装置的结构的框图。在本实施方式中，适用作为图像处理装置的一例的数字电视接收器11来进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，虽然适用了数字电视接收器11来作为图像处理装置的一例，但并不局限于此，也可以是机顶盒、HDD录像机等。
如图1所示，数字电视接收器11具备图像显示部14、扬声器15、操作部16、受光部18、广播信号输入端子48、广播信号输入端子53、输出端子63、输出端子64、调谐器49、调谐器54、PSK解调器50、OFDM解调器55、图像解码器70、作为画质电路的信号处理部51、声音处理部59、图形处理部58、图像处理部62、OSD信号生成部61、控制部65等。
另外，在广播信号输入端子48及广播信号输入端子53上分别连接BS/CS数字广播接收用天线47及地面广播接收用天线52。受光部18接收从遥控器17输出的信号。
控制部65对数字电视接收器11内的各部的动作进行控制。控制部65具备CPU(Central Processing Unit)69、ROM(Read Only Memory)66、RAM(Random Access Memory)67及非易失性存储器68。ROM66存储供CPU69执行的控制程序。非易失性存储器68存储各种的设定信息及控制信息。CPU69将处理所需的命令组及数据加载到RAM67中来执行处理。
向控制部65输入基于操作部16进行的操作信息或者由受光部18接收的基于遥控器17进行的操作信息。控制部65进行反映该操作内容的各部的控制。
BS/CS数字广播接收用天线47接收数字***广播信号(包括4K/8K卫星广播)。BS/CS数字广播接收用天线47将接收到的数字***广播信号(包括4K/8K卫星广播)经由输入端子48向数字卫星广播用的调谐器49输出。调谐器49从该广播信号中选择用户所选择的频道的广播信号。调谐器49将选择频道后的广播信号向PSK解调器50输出。PSK(PhaseShift Keying)解调器50将由调谐器49选择频道后的广播信号解调成数字的图像信号及声音信号。PSK解调器50将解调后的数字的图像信号及声音信号向图像解码器70输出。
地面广播接收用天线52接收地面数字电视广播信号。地面广播接收用天线52将地面数字电视广播信号经由输入端子53向调谐器54输出。调谐器54从该广播信号中选择用户所选择的频道的广播信号。调谐器54将选择频道后的广播信号向OFDM解调器55输出。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)解调器55将由调谐器54选择频道后的广播信号解调成数字图像信号及声音信号。OFDM解调器55将解调后的数字图像信号及声音信号向图像解码器70输出。
图像解码器70对利用MPEG2、H.264/MPEG-4AVC、H.265(ISO/IEC23008-2HEVC)等动态图像压缩规格进行了图像编码的图像信号进行解码，并将其向信号处理部51输出。
信号处理部51针对由图像解码器70解码后的数字图像信号及声音信号实施规定的数字信号处理。信号处理部51将实施了规定的数字信号处理的图像信号及声音信号向图形(graphic)处理部58及声音处理部59输出。
图形处理部58在从信号处理部51输出的数字图像信号上重叠由OSD(On ScreenDisplay)信号生成部61生成的菜单等OSD信号。图形处理部58将重叠有OSD信号的图像信号向图像处理部62输出。另外，图形处理部58也可以选择性地输出作为信号处理部51的输出的图像信号和作为OSD信号生成部61的输出的OSD信号。
图像处理部62将输入的数字图像信号转换为能够由图像显示部14显示的模拟图像信号。图像处理部62将该模拟图像信号向图像显示部14输出。图像显示部14基于输入的模拟图像信号来显示图像。图像处理部62还可以将模拟图像信号经由输出端子63向外部导出。
声音处理部59将输入的数字声音信号转换为能够由扬声器15播放的模拟声音信号。声音处理部59将该模拟声音信号向扬声器15输出。扬声器15基于输入的模拟声音信号来播放声音。声音处理部59还可以将模拟声音信号经由输出端子64向外部导出。
信号处理部51具备进行信号的特征检测的作为特征检测部的直方图检测部60。在信号处理部51中，作为处理对象的图像信号中的例如基于像素的亮度等级的亮度信号(Y)被输入至直方图检测部60。直方图检测部60根据亮度信号(Y)来生成直方图。在图像处理部62中，基于由直方图检测部60生成的直方图来显示图像信号。
这里，针对图像解码器70及信号处理部51详细进行叙述。
图2是表示图像解码器70及信号处理部51的构成例的图。如图2所示，图像解码器70具备8K解码器56和4K解码器57。
另外，信号处理部51具备8K画质电路71、4K画质电路72、8K→4K下转换器(Downconverter)73、4K→8K上转换器(UP converter)74和切换开关SW75、切换开关SW76、切换开关SW77。
8K画质电路71具备第一画质电路711、画质控制电路712和第二画质电路713，执行针对8K信号进行的各种画质处理。
4K画质电路72具备第一画质电路721、画质控制电路722、第二画质电路723和直方图检测部60，执行针对4K信号进行的各种画质处理。第一画质电路721进行对信号的特征检测没有影响的动作。作为信号的特征检测之一，有直方图检测部60中的表示基于信号的像素的亮度等级的亮度分布的直方图检测。
需要说明的是，信号的特征检测不限于表示亮度分布的直方图检测，也可以是表示颜色分布的直方图检测等。
作为第一信号的8K广播信号(7680×4320)由8K解码器56转换为分量(component)信号(8K信号)。该分量信号与来自外部输入端子(未图示)的8K信号通过切换开关SW75进行切换，并经由切换开关SW77向8K画质电路71输入。
另外，8K广播信号、来自外部输入端子的8K信号通过切换开关SW75切换而向8K→4K下转换器73输入。
8K→4K下转换器73将8K广播信号、来自外部输入端子的8K信号向下转换为4K信号(第二信号)，并将向下转换得到的信号向切换开关SW76输出。向下转换得到的信号意味着将原信号的像素数多的信号转换为像素数少的信号之后的信号。
另一方面，作为第三信号的4K广播信号(3840×2160)由4K解码器57转换为分量信号(4K信号)。该分量信号与来自外部输入端子(未图示)的4K信号及来自8K→4K下转换器73的4K信号通过切换开关SW76进行切换而向4K画质电路72输入。
输入到4K画质电路72中的4K广播信号在由4K画质电路72执行各种画质处理之后，由4K→8K上转换器74向上转换为8K信号。向上转换得到的8K信号经由切换开关SW77而由8K画质电路71执行各种画质处理并显示于图像显示部14。
此外，由8K→4K下转换器73向下变换得到的4K信号通过切换开关SW76切换而向4K画质电路72输入。输入到4K画质电路72中的向下转换得到的4K信号在通过4K画质电路72的第一画质电路721之后由直方图检测部60执行直方图检测。
8K信号的直方图的特征与向下变换得到的4K信号的直方图的特征没有区别，因此，在本实施方式中，设计成将向下变换得到的4K信号的直方图的特征作为8K信号的直方图的特征的替代来使用。
直方图检测部60将直方图检测结果输入至控制部65。控制部65控制OSD信号生成部61来生成基于直方图检测结果得到的数据，并将生成的数据输入至图形处理部58。图形处理部58将在从信号处理部51输出的数字图像信号上重叠OSD信号等方式得到的图像信号向图像处理部62输出，其中，OSD信号是由OSD信号生成部61生成的基于直方图检测结果得到的数据。图像处理部62将图像信号向图像显示部14输出。图像显示部14基于输入的图像信号来显示图像。用户通过观看以图形形式显示在图像显示部14上的内容的直方图显示，由此能够确认内容的实际动态范围。
另外，控制部65将与直方图检测结果对应的针对8K画质电路71的8K信号的画质控制的反馈信号向8K画质电路71的画质控制电路输出。该反馈信号与和直方图检测结果对应的针对4K画质电路72的4K信号的画质控制的反馈信号相同。
这样，根据第一实施方式的画质电路及图像处理装置，针对8K信号进行从8K向4K的向下变换，并且作为4K信号而向4K画质电路72输入。由此，不需要针对8K信号进行特征检测(例如直方图检测)，能够在维持4K信号中的特征检测(例如直方图检测)的电路规模的同时，实现针对8K信号的特征检测(例如直方图检测)。
另外，根据第一实施方式的图像处理装置，能够将针对8K信号的特征检测(例如直方图检测)的结果与针对4K信号的特征检测(例如直方图检测)的结果同样地通知(显示)。
进而，根据第一实施方式的图像处理装置，与特征检测结果(例如直方图检测结果)对应的针对8K画质电路71的8K信号的画质控制的反馈信号和针对4K画质电路72的4K信号的画质控制的反馈信号相同。
需要说明的是，就通过8K→4K下转换器73向下变换得到的4K信号而言，转换后也包括在转换为通常的电视的接口所使用的格式而成为能够向外部输出的形式的信号。另外，就通过8K→4K下转换器73向下变换得到的4K信号而言，也包括转换为还用于向HDD(Hard Disk Drive)记录等其他用途的格式的信号。
需要说明的是，在第一实施方式的结构中，8K画质电路71和4K画质电路72的位置、4K→8K上转换器74的位置并不限定于图2所示的位置。
(第二实施方式)
接着，对第二实施方式进行说明。
第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，在内容与记录有元信息(Metainformation)的Dynamic HDR不对应的情况下，针对8K信号进行从8K向4K的向下变换，并且作为4K信号而向4K画质电路72输入。以下，在第二实施方式的说明中，省略对与第一实施方式相同的部分的说明，对与第一实施方式不同的部分进行说明。
图3是表示第二实施方式的图像解码器70及信号处理部51的构成例的图。
近年来，开发出与记录有每场景(scene)或每帧的亮度范围等元信息的DynamicHDR对应的内容。这样的元信息以HDMI(注册商标)的信息区域(AVInfo)、解码的SEI信号等形式附加。另外，也开发出接收这样的与Dynamic HDR对应的内容的图像处理装置。
如图3所示，数字电视接收器11的信号处理部51具备元信息提取部80。元信息提取部80从将接收到的内容(4K广播信号)由4K解码器57转换所得的分量信号中提取元信息(每场景或每帧的亮度范围等)。另外，元信息提取部80从来自外部输入端子(未图示)的4K信号及来自8K→4K下转换器73的4K信号中提取元信息(每场景或每帧的亮度范围等)。
数字电视接收器11的控制部65将基于由元信息提取部80提取出的元信息的数据反馈给8K画质电路71的画质控制电路712及4K画质电路72的画质控制电路722，来实施画质控制。
然而，存在内容(8K广播信号)与Dynamic HDR不对应而无法获取上述那样的元信息(每场景或每帧的亮度范围等)的情况。
因此，本实施方式的数字电视接收器11在内容(8K广播信号)与Dynamic HDR不对应的情况下，通过4K画质电路72的直方图检测部60来对由8K→4K下转换器73向下变换得到的4K信号执行直方图检测。
直方图检测部60将直方图检测结果输入至控制部65。控制部65将直方图检测结果转换为与Dynamic HDR对应使用的元信息的形式，并将基于该元信息的数据反馈给8K画质电路71的画质控制电路712及4K画质电路72的画质控制电路722来实施画质控制。
这样，根据第二实施方式的画质电路及图像处理装置，在内容与记录有元信息的Dynamic HDR不对应的情况下，针对8K信号进行从8K向4K的向下变换并以4K信号的形式向4K画质电路72输入。由此，即便在内容与记录有元信息的Dynamic HDR不对应的情况下，也不需要针对8K信号进行特征检测(例如直方图检测)，能够在维持用于进行4K信号的特征检测(例如直方图检测)的电路规模的同时，实现针对8K信号的特征检测(例如直方图检测)。
另外，根据第二实施方式的图像处理装置，控制部65通过将特征检测(例如直方图检测)结果转换为与Dynamic HDR对应使用的元信息的形式，由此能够更容易地实现高画质。
说明了本申请的几个实施方式，但这些实施方式是作为示例来提示的，并不意在限定申请的范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的形态来实施，可以在不脱离本申请的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在本申请的范围、主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及与其等同的范围内。

Claims (5)

1.一种画质电路，其具备：
向下变换部，其将输入的第一信号向下变换为分辨率比所述第一信号低的第二信号；以及
特征检测部，其进行第三信号的特征检测，其中，所述第三信号是由与输入所述第一信号的***不同的***输入的、分辨率比所述第一信号低的信号，
所述特征检测部进行由所述向下变换部进行了向下变换的所述第二信号的特征检测，所述第二信号的特征检测作为所述第一信号的特征检测的替代；所述特征检测为直方图检测；
所述画质电路进行所述特征检测的结果用于生成画质控制的反馈信号。
2.根据权利要求1所述的画质电路，其中，
所述特征检测部检测基于信号的像素的亮度等级的直方图来作为所述特征检测。
3.一种图像处理装置，其具备：
权利要求1或2所述的画质电路；以及
控制所述画质电路的控制部，其中，
所述控制部通知由所述画质电路的特征检测部检测出的特征检测结果。
4.根据权利要求3所述的图像处理装置，其中，
所述控制部基于由所述画质电路的特征检测部检测出的特征检测结果，输出针对所述第一信号的画质控制的反馈信号。
5.一种信号特征检测方法，其是画质电路中的信号特征检测方法，
所述信号特征检测方法包括：
将输入的第一信号向下变换为分辨率比所述第一信号低的第二信号；以及
进行第三信号的特征检测，其中，所述第三信号是由与输入所述第一信号的***不同的***输入的、分辨率比所述第一信号低的信号，
在所述第三信号的特征检测中，进行已进行过向下变换的所述第二信号的特征检测，所述第二信号的特征检测作为所述第一信号的特征检测的替代；
其中，所述特征检测为直方图检测。
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