CN1231563A

CN1231563A - 校正图像畸变的方法和实现这种方法的装置

Info

Publication number: CN1231563A
Application number: CN99101845.1A
Authority: CN
Inventors: 奥利维尔·吉阿德
Original assignee: Thomson Consumer Electronics SA
Current assignee: Technicolor SA
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 1999-10-13
Anticipated expiration: 2019-02-02
Also published as: JPH11331630A; CN1180610C; US6329768B1; FR2775549A1; EP0939558A1; FR2775549B1

Abstract

在包括阴极射线管的装置(电视机,监视器)中,为便于S校正的调节,本发明的要点是在屏幕上图像点的位置处显示可视标记,所述图像点在施加至流经阴极射线管的偏转线圈的锯齿波电流的S校正的幅度变化时保持静止。

Description

校正图像畸变的方法和实现这种方法的装置

本发明涉及一种用于校正由阴极射线管形成的图像的畸变的方法和一种实现这种方法的装置。本发明尤其涉及电视机中的S校正的调节。

阴极射线管是目前电视机中最通用的显示器件。在图1a中示意性地显示出一个电视机6，它包括一个常规的阴极射线管。阴极射线管包括一个电子枪1，电子枪1产生电子束2，电子束2被加速并聚焦至一个荧光屏幕3，从而形成图像的一个点。位于阴极射线管外的偏转线圈4使电子束电磁性偏转，从而扫描屏幕并形成一幅完整的图像。

一个电视图像通常是由两场即偶数场和奇数场形成的，并且为了显示一幅完整的图像，电子束从顶部至底部和从左侧至右侧扫描屏幕两次。

下面将仅仅着眼于电子束的垂直偏转。

在图1c中示出了流经垂直偏转器的线圈4的电流。这个信号的总体形状为锯齿波形状，它的上升部分8对应于电子束从顶部到底部对屏幕的扫描(图像的有效部分)，它的部分9对应于电子束返回屏幕的顶部(场消隐间隔)，视频信号在部分9的整个时长内发送一个黑电平至屏幕(图像的非有效部分)。部分8的起始和相继的部分9的结束之间的时间长度等于一场的时长。

返回到图1a，可以指出的是，电子枪1和屏幕3的表面之间的距离不是恒定的：它随着从屏幕的中心向顶部或底部移动而增大。其实，在最新的被称为“平面屏幕”的阴极射线管中，电子束2投射的屏幕3的曲率半径要比电子束的偏转中心C和其理论的投射表面5之间的曲率半径R大得多。

这样做的结果是，当不进行校正时，在屏幕3上呈现的图像会畸变，尤其是在图像的顶部和底部位置。由此，如果一个具有等距离水平线的测试图形投射到屏幕上，会得到诸如图1b所示的图像，其中，在图像的顶部和底部处的线间距大于在中部处的线间距。

为了校正这种现像，公知的做法是向垂直偏转器的线圈施加一个电流，此电流不是如图1c所示的精确的锯齿波形电流，而是如图1e所示的其中锯齿呈现“S”形部分18的电流。这种校正被称为“S校正”。在校正最佳时得到的图像如图1d中所示。

这种S校正必须在电视机生产线的末端通过改变部分18的“S”形状相对于锯齿8’的未校正形状的幅度来设置。在这种调节过程中，此曲线的部分18的三个点10、11、12不会因S校正的幅度的改变而变化，这些点在下面将被称为S校正的固定点。

为了将图像校正为最佳，将S校正相对于屏幕对中也是必需的。也就是说，在锯齿波电流分别经过点10、11、12的时刻，电子束必须分别扫描屏幕的第一行、中间行和最后一行。

另外，在某些电视接收机中，公知的做法是在屏幕的顶部和底部产生为数不多的过扫描线(或称为行)，这些线被用于实施测试。例如，这些线可以用于发送色彩信息和用于实现色温的自动调整。

这些过扫描线当然不必被显示在屏幕上，因为它们没有携带与所发送的“有用”电视图像相关的信息。因此，在电视机生产线的末端必须进行调节，以便电子束在这些过扫描线期间不扫描屏幕的表面。

因此，在电视接收机生产线的末端，操作者必须调节多个参数：过扫描线的位置，S校正的位置和幅度，等等。

实际上，操作者是按以下方式进行调节的：

首先，操作者向电视机发送一个测试图形，此图形被称为会聚图形并由一个等距离线的格栅组成，并且操作者标记与S校正的固定点相对应的图像区域，也就是说，操作者改变S校正的幅度，以便观察屏幕上那些保持不动的线；

第二步，在这些线的位置已被标记之后，操作者必须通过调节流经偏转器的线圈的锯齿波电流的幅度和偏移，将这些线分别定位于屏幕的顶部、中间和底部；这样做的目的是使S校正的固定点相对于在屏幕上形成的图像对中，并且这使得还可以避免在屏幕上显示过扫描线；

第三步，操作者必须重新调节S校正的幅度，直到格栅图形的各线在屏幕上呈现等距离。

这样一系列调节实际上是很费时的，本发明的目的是简化这些操作，减少调节每台电视机所需的时间。

为此目的，本发明的主题是一种用于对阴极射线管形成的图像的畸变进行S校正的方法，施加于流经阴极射线管的偏转线圈的锯齿波电流的S校正的幅度是可变的。根据本发明，该方法包括在屏幕上图像点的位置处显示可视标记的步骤，所述图像点在所述S校正的幅度改变时保持静止。

借助于本发明，在制造结束时执行的上述调节的第一步骤被省略，因为操作者能直接观察与S校正的固定点相对应的图像区域的位置。另外，这使得比现有技术更精确，因为它不依赖于操作者对会聚图形的各线位置的主观感觉。

根据本发明的一个方面，所显示的可视标记为黑线。

由此，对于操作者而言，向屏幕发送例如一个白色的测试图形就足够了，这样能容易地区分与S校正的固定点相对应的黑线。

根据本发明的一个特定实施例，显示可视标记的步骤包括：

在流经偏转线圈的电流的曲线经过被称为S校正的“固定点”的那些点的时刻，产生时长至少等于一视频行的脉冲，所述固定点不受所述S校正的幅度的变化的影响；以及

将所述脉冲插入“超级沙堡(Super Sand Castle)”信号中，所述“超级沙堡”信号是由控制阴极射线管的扫描的电路产生的，所述脉冲指示黑电平相应地要显示在屏幕上的那些线的位置。

因此，本发明是采用一个已经存在于扫描控制电路中的信号，尤其是其所产生的“超级沙堡”信号实施的，这样就使得视频处理器在电子束的行回扫和场消隐间隔期间，向阴极射线管的电子枪发送一个黑电平。

根据本发明的(另)一个方面，所显示的可视标记为彩色线。

这为操作者提供了更具吸引力的附加显示能力。

根据另一特定实施例，显示可视标记的步骤包括：

将所述脉冲插入由一个字符发生器产生的图文插入信号中，以便控制字符在与所述S校正的固定点相对应的图像位置处的显示。

因此，根据这个实施例，本发明的实施是采用另一预先存在的信号：图文插入信号，它通常被用于将图文插入视频信号中。

本发明的另一优点是，它可以采用电视机中已经存在的电路和信号非常容易地实施。

根据本发明的一个优选方面，该方法应用于阴极射线管的垂直偏转电路中的S校正。

本发明还涉及一种对阴极射线管形成的图像的畸变进行S校正的装置，该装置实现上述的方法，其特征在于，它包括用于在不受所述S校正影响的图像点的位置处产生可视标记的显示的装置。

根据本发明的(再)一个方面，用于产生可视标记的显示的装置包括：

一个锯齿波信号发生器，它的输出(端)连接至一个S校正正弦波发生器的输入端，S校正正弦波发生器还接收作为输入(信号的)参考电压并且输出S校正正弦波，对于等于参考电压的输入电压值，S校正正弦波变为零；

加法装置，用于将所述发生器输出的锯齿波信号和所述S校正正弦波加在一起；

比较装置，用于将所述锯齿波信号与每一参考电压分别进行比较，并且用于在锯齿波信号分别经过每一参考电压时产生脉冲；和

显示装置，随着所接收的包含所述脉冲的信号的变化，此装置用于在屏幕上在不受所述S校正的幅度变化影响的图像点的位置处显示可视标记。

本发明还涉及一种电视机，它装有包括上述的S校正装置的阴极射线管。

本发明的其它特征和优点将通过参照附图对本发明的两个特定的非限制性实施例所做的以下说明予以揭示，附图中：

图1a(上面已描述)示意性地显示出一个包括阴极射线管的电视机；

图1b(上面已描述)显示出在没有进行校正时，与一个等距离线组成的测试图形相对应的图像在屏幕上的显示形状；

图1c(上面已描述)显示出在没有任何校正时，流经垂直偏转器的线圈的电流；

图1d(上面已描述)显示出在有S校正时与图1b相同的图像在屏幕上的显示形状；

图1e(上面已描述)显示出在有S校正时，流经垂直偏转器的线圈的电流；

图2示意性地显示出实现本发明的装置的第一部分；

图3a和3b示意性地显示出实现本发明的装置的第二部分的两个实施例；

图4显示出图2中所示的装置的一个电路元件的转移函数；

图5显示出由图2所示的装置产生的特定信号的分布轮廓；

图6a和6b分别显示出一个视频信号的分布轮廓和由图3a所示的装置产生的所谓“超级沙堡”信号的分布轮廓。

图2显示出用于控制阴极射线管的垂直扫描亦即场扫描的电路的一部分。这个电路的功能是使电子束与所接收的视频信号同步地垂直偏转。

这个电路包括一个垂直锯齿波发生器20，该锯齿波发生器20受场同步信号控制，后者来自于电视机接收的视频信号。正如本领域技术人员所公知的那样，垂直锯齿波发生器通常是通过将一个电流源和一个开关串联设置形成的，这个开关受垂直同步插入提示信号(cue)(或场同步提示信号)控制，与此开关并联设置的一个电容器使得有可能通过充电和放电产生锯齿波。

锯齿波发生器20的输出端的信号被发送到一个S校正正弦波发生器21的输入端V_IN。这个发生器具有如图4中所示的转移函数。在其输出端V_OUT，它产生一个正弦波31，此正弦波对应于在其输入端V_IN接收的三个电压值V_B、V_M和V_H而变为零，并且在V_B和V_M之间呈负值，而在V_M和V_H之间呈正值。发送至正弦波发生器21的参考电压V_B、V_M和V_H是如此选择的：V_B大于由发生器20产生的锯齿波30的最小电压(显示于图5中)，V_H小于所述锯齿波30的最大电压，V_M大致与锯齿波30的中间电压相当。它们的值为例如V_B＝3伏，V_M＝4伏，V_H＝5伏。正如后面将会看到的，这些电压值对应于前面那些被称为S校正的固定点的底部位置、中部位置和顶部位置。正弦波的幅度可以按公知的方式调节。

一个加法器22将由发生器20产生的锯齿波30和发生器21产生的正弦波相加。这种相加得到的信号在图5中由虚线32表示，此信号是一个锯齿波，其最小斜率的部分呈现总体“S”形。

这个信号被发送至一个增益可变的电压/电流放大器23，此放大器23将向阴极射线管的垂直偏转器的线圈24发送具有S校正的电流。通过调节放大器23的增益，可以调节屏幕上图像的大小，使之在垂直方向上扩展较大的或较小的程度。还设有用于调节发送至垂直偏转器线圈的电流的偏移(offset)的措施，以便使图像在屏幕上以如此的方式垂直移动，即，使其位居中心。

可以发现，当由发生器21产生的S校正正弦波加至由发生器20产生的锯齿波时，所得到的曲线32上的确定点相对于初始的锯齿波30并没有改变。由于这个原因，在图5中标示为40、41和42的这些点被称为S校正的固定点。

确实，在阴极射线管的屏幕上形成的图像中，当操作者调节S校正的幅度(也就是说正弦波的幅度)时，与流过偏转器的线圈的锯齿波电流的这些固定点相对应的那些图像区域并没有改变。

另外，还可以指出的是，分别位于锯齿波30的小斜率段的底部固定点40之下和顶部固定点42之上的两个部分33、34也没有受到加正弦波的影响。这些点对应于在屏幕上不被显示的过扫描行。这就是S校正的顶部和底部固定点为什么应准确对应于要在屏幕上显示的第一行和最后一行的原因。

根据本发明，当操作者调节S校正时，与“S”校正的固定点相对应的图像区域通过一个合适的显示标记(display)被标识于屏幕上。

为此，回到图2，由发生器20产生的锯齿波被发送至三个比较器25、26、27的输入端，这些比较器的每一个分别在其第二输入端接收参考电压V_B、V_M和V_H。这些电压与发送至正弦波发生器21的电压相同。

每一比较器25、26、27输出一个电压选通脉冲(strobe)，这些脉冲各自呈现一个上升沿，上升沿处于锯齿波分别经过电压值V_B、V_M和V_H的时刻。正如上面所看到的，这些时刻对应于锯齿波经过S校正的固定点的时刻。

由比较器25、26、27输出的选通脉冲被发送至一个信号处理逻辑电路28的输入端，电路28输出一个信号35，此信号呈现多个具有一行时长的脉冲，并且带有一个选通脉冲输入的每一上升沿。

这个信号35是一个周期性的信号，其周期等于视频信号的一场的时长，并且在每一周期内它包括时长等于一行的三个脉冲。这个信号将被用于在屏幕上标记与S校正的固定点相对应的图像区域。

另外，在信号处理逻辑电路28中设有一个输入端29，它用于发送一个信号C/I，以便启动或关断信号35的产生。根据输入端29上接收的信号C/I的值(0或1)，信号35将产生或不产生。实际上，当电视机正常工作时，固定点的标记应不被显示在屏幕上，以便不干扰所显示的图像。

根据第一个实施例，信号35的时长等于一行的多个脉冲将被加至一个信号，此信号因其锯齿状的轮廓而被称为“超级沙堡(Super Sand Castle)”。

“超级沙堡”信号是一个按公知的方式在扫描控制电路中产生的信号，并且它尤其被用于将电子束的行回扫或场回扫的瞬间通知视频处理器，回扫瞬间又被称为行消隐时间和场消隐时间，在此期间黑电平被发送至屏幕。

“超级沙堡”信号的一个例子显示于图6b中。这个信号是由图6a中所示的视频信号形成的。此视频信号包括位于每一视频行的起始处的行同步脉冲14、14’，其后跟随色同步信号15、15’。色同步信号的作用是在视频信号中为复合视频信号的色度副载波发送相位基准和频率基准。此视频信号随后还包括一个部分16，此部分对应于将要在屏幕上显示的图像的有效部分。在本例中，这是一白线，因为信号处于其最大电平。开始于行同步脉冲14的起始处并结束于此行的有效部分16的起始处的周期被称为行消隐间隔。

在标示为TST的周期中，多个脉冲调整场消隐周期。这个周期对应于在一场中，在电子束已从顶部至底部扫描屏幕后，电子束上升至屏幕的顶部所需的时间。

在行消隐和场消隐周期中，图像应显示黑电平，以便电子束的扫描痕迹是不可见的。

为此，公知的做法是产生包括时长等于行和场消隐时间的选通脉冲的行消隐和场消隐信号。另外的公知做法是在色同步信号15、15’期间产生色同步门(选通)脉冲，以便从视频信号中提取与色度相关的信息。

通过将行消隐、场消隐和色同步选通信号的选通脉冲加在一起，得到一个具有三级电平的信号：“超级沙堡”信号。

图6b示出了所得到的“超级沙堡”信号的轮廓。它呈现一个(脉冲)边沿53、多个(脉冲)边沿54和多个(脉冲)边沿55，边沿53对应于场消隐电平，边沿54具有高于场消隐电平的电平，它对应于行消隐电平，边沿55具有高于行消隐电平的电平，它对应于色同步选通(电平)。这就是为什么这个信号有时也被称为具有三级电平的“沙堡”信号的原因。被发送至视频处理器的“超级沙堡”信号与一个参考电压相比较，此参考电压的电平介于零电平和场消隐电平53之间。根据这种比较，每当“超级沙堡”信号经过上面提及的高于所述参考电压的边沿53、54、55之一时，视频处理器就在屏幕上显示黑电平。相反，当“超级沙堡”信号处于低于所述参考电压的其零电平56时，所接收的视频信号被显示在屏幕上。

根据本发明，包含指示S校正的固定点位置的脉冲的信号35(图2)被加至“超级沙堡”信号。因此在图6b中可以看出，一个行消隐脉冲17已经被插入到“超级沙堡”信号中，替代了本应具有的电平19。这个脉冲17通知视频处理器：不应显示视频行16’，应当显示黑电平。

通过将一个白色测试图形发送至电视机的屏幕，也就是说(发送)一个视频信号使得有可能仅仅显示白线，操作者将因此能够精确地观察与S校正的固定点相对应的图像区域的位置，因为在这些位置的每一个上将显示一条黑线。

因此，为了调节S校正的定位，对于操作者而言，通过进行如下修改就足够了：修改发送至垂直偏转器的线圈的电流的幅度(通过修改放大器23的增益)和偏移，直到与S校正的固定点的位置相对应的黑线位于屏幕的底部、中部和顶部。

所实现的调节由此比现有技术中更快和更精确，因为操作者连续地观察描绘固定点在屏幕上的位置的线。

图3a示出了获得上述的经修改的“超级沙堡”信号的方式。

在第一输入端上，一个逻辑“或”门36接收信号35，此信号35来自于信号处理逻辑电路28(图2)并且包括用于定位S校正的固定点的脉冲，而在第二输入端上，它接收一个比较器37的输出。

在其第一输入端上，比较器37接收一个信号HFLY(代表“水平回扫”)，此信号包含按照公知的方式由水平扫描控制电路产生的抛物线回扫脉冲，并且其时长对应于行回扫间隔。比较器37的第二输入端接收一个参考电压V_ref，此电压被选择为接近信号HFLY的脉冲的最小值，于是比较器37输出一个逻辑信号，此信号包括时长等于行回扫间隔的选通脉冲。

逻辑“或”门36的输出端耦合至一个“超级沙堡”信号发生器38的第一输入端，在其它两个输入端上，此发生器38还接收色同步选通信号和场消隐信号(它们在上面已被定义)。

“超级沙堡”信号发生器38将修改的“超级沙堡”信号发送至扫描控制处理器45(部分地显示于图3a中)的一个输出脚43，此脚连接至视频处理器46的一个输入脚44。

图3b示出本发明的第二实施例，其中，包含指示S校正的固定点位置的脉冲的信号35被用于控制特定字符在屏幕上的显示，以便标记与所述固定点相对应的图像区域的位置。

信号35被发送至一个微处理器51的输入端之一，此微处理器控制视频处理器46和一个字符发生器50，此发生器有时也被称为OSD(代表“屏上显示”)发生器。

视频处理器46包括RGB三个视频输入端47，它们接收来自于电视机的复合视频信号解码器(例如PAL或SECAM解码器)的或者来自于视频信号记录器(录像机)的RGB信号。在正常工作期间，这些RGB视频信号被发送至RGB输出端52，后者控制阴极射线管的电子枪(每种颜色对应一个电子枪)。

视频处理器46还包括RGB三个图文输入端49以及一个FBTXT(代表“快速消隐图文”或“快速图文插入”)输入端48，输入端49连接至字符发生器50的相应输出端，输入端48接收同样是由字符发生器50产生的图文插入信号，这使得有可能将在其输入端49上接收的RGB图文信号而不是RGB视频信号发送至视频处理器的RGB输出端52。

正如已知道的那样，这使得有可能将字符发生器50产生的图文插入到一个视频图像中。

根据本发明的第二实施例，微处理器51指令字符发生器50将信号35的脉冲插入图文插入信号中，后者被发送至视频处理器46的FBTXT输入端，于是，使视频处理器例如在与S校正的固定点相对应的图像位置处显示彩色线。

彩色线是由字符发生器50按照本已公知的方式产生的，但可以预期任何其它的显示能力(箭头、图文等)。

当然，本发明并不局限于上述的实施例，并且包含所有的变换方式。尤其是，信号35可以具有时长大于一行(的时长)的脉冲，例如，它可以包含具有两行或三行的时长的脉冲。它还可以包含时长小于一行的脉冲，尤其是在第二实施例中。

除了隔行扫描(采用一个偶数场和一个奇数场形成一个图像)的阴极射线管之外，本发明还可适用于连续扫描的阴极射线管(诸如视频监视器中的阴极射线管)。

Claims

1.一种用于对阴极射线管形成的图像的畸变进行S校正的方法，其中施加于流经阴极射线管的偏转线圈的锯齿波电流的S校正的幅度是可变的，该方法的特征在于，它包括在屏幕上图像点的位置处显示可视标记的步骤，所述图像点在所述S校正的幅度改变时保持静止。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的被显示的可视标记为黑线或彩色线。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，显示可视标记的步骤包括：

在流经偏转线圈的电流的曲线经过被称为S校正的“固定点”的那些点(10-12；40-42)的时刻，产生时长至少等于一视频行的脉冲，所述固定点不受所述S校正的幅度变化的影响；以及

将所述脉冲插入一个“超级沙堡”信号中，所述“超级沙堡”信号是由控制阴极射线管的扫描的电路产生的，所述脉冲指示黑电平相应地要显示在屏幕上的那些线的位置。

4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，显示可视标记的步骤包括：

将所述脉冲插入由一个字符发生器(50)产生的图文插入信号中，以便控制字符在与所述S校正的固定点相对应的图像位置处的显示。

5.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，它应用于阴极射线管的垂直偏转电路中的S校正。

6.一种对阴极射线管形成的图像的畸变进行S校正的装置，该装置实现根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，它包括用于在不受所述S校正影响的图像点的位置处产生可视标记的显示的装置(20-28；36，38，46，50，51)。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于，用于产生可视标记的显示的装置包括：

一个锯齿波信号发生器(20)，它的输出端连接至一个S校正正弦波发生器(21)的输入端(VIN)，S校正正弦波发生器(21)还接收作为输入(信号的)参考电压(V_B，V_M，V_H)并且输出(V_OUT)一个S校正正弦波(31)，对于等于参考电压的输入电压值，S校正正弦波变为零；

加法装置(22)，用于将发生器(20)输出的锯齿波信号和所述S校正正弦波(31)加在一起；

比较装置(25，26，27，28)，用于将所述锯齿波信号与每一参考电压(V_B，V_M，V_H)分别进行比较，并且用于在锯齿波信号分别经过每一参考电压(V_B，V_M，V_H)时产生脉冲；和

显示装置(36，38，46，50，51)，随着所接收的包含所述脉冲的信号(35)的变化，此装置用于在屏幕上在不受所述S校正的幅度变化影响的图像点的位置处显示可视标记。

8.根据权利要求7的装置，它与权利要求1-3之一结合，包括一个“超级沙堡”信号发生器(38)，该发生器接收行消隐选通脉冲、场消隐选通脉冲和色同步选通脉冲，以便产生一个具有三级电平的“超级沙堡”信号：场消隐电平、大于场消隐电平的行消隐电平、以及大于行消隐电平的色同步选通脉冲电平，

其特征在于，所述“超级沙堡”信号发生器还接收信号(35)，此信号(35)包含电平等于行消隐电平的所述脉冲，以便产生由所述脉冲的插入而被修改的“超级沙堡”信号，并且

该装置还包括一个视频处理器(46)，它接收所述的修改的“超级沙堡”信号，并且当“超级沙堡”信号的电平大于介于零电平和场消隐电平之间的一个参考值时，向阴极射线管的电子枪输出一个电平等于黑电平的视频信号。

9.根据权利要求7的装置，与权利要求1、2和4中的一个结合，其特征在于，它包括：

一个字符发生器(50)，它产生字符插入信号和文本RGB信号，这些信号分别被发送至一个视频处理器(46)的第一输入端(48)和第二输入端(49)；

一个微处理器(51)，它控制字符发生器(50)和视频处理器(46)，并且接收包含所述脉冲的信号(35)，而且指令字符发生器(50)将所述脉冲插入到被发送至视频处理器(46)的第一输入端(48)的图文插入信号中，以便使所述视频处理器在屏幕上显示可视标记，显示的位置为当S校正的幅度变化时保持静止的图像点的位置。

10.一种带有阴极射线管的电视机(6)，其特征在于，它包括根据权利要求6-9之一的装置。