DE3910486C2 - Echtzeitverfahren zur Darstellung von Farbinformationen auf Schwarzweißmonitoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Echtzeitverfahren zur Darstellung von Farbinformationen enthal­ tenden Bildschirmtext-Seiten auf Schwarzweißmonitoren.

Im Medium Bildschirmtext (BTX) sind nach dem CEPT-Standart 2¹² = 4096 verschiedene Farben darstellbar, die sich aus den je 16 Helligkeitsstufen (aus 4 Bit) von Rot, Grün und Blau (R, G, B) mischen lassen. Von den 4096 Farbtönen können bis zu 32 auf ei­ ner BTX-Seite vorkommen. Die Darstellung auf Farbmonitoren ist problemlos, aber auf Schwarzweißmonitoren kann, wenn nicht be­ sondere Vorkehrungen getroffen sind, entscheidende Information verloren gehen. Dies tritt ein, wenn verschiedene Farbtöne bei der Mischung ihrer R, G, B-Anteile zur Schwarzweißdarstellung einen zumindest annähernd gleichen Grauton ergeben, so daß z. B. eine Schrift vor ihrem Hintergrund nicht mehr lesbar oder sogar das Vorhandensein einer Schrift nicht mehr erkennbar ist.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem für jede BTX-Seite aus ihrer Farbtabelle eine Grauwerttabelle derart berechnet wird, daß alle räumlich aneinandergrenzenden Grauwerte stets einem zur Unterscheidung ausreichenden Minimalkontrast aufweisen. Dieses Verfahren ist jedoch äußerst zeitaufwendig sowie auf­ wendig bezüglich der rechnerischen Prozeduren.

Aus der DE 32 40 473 A1 ist ein Verfahren zur Wiedergabe von Bildschirmtext-Seiten auf dem monochromen Bildschirm eines grau­ tonfähigen Fernsehmonitors bekannt. Die Bildschirmtext-Seiten werden beispielsweise auf dem Monitor eines Datenterminals dar­ gestellt. Die Signale der Bildschirmtext-Seiten enthalten Infor­ mationen für eine farbige Wiedergabe der aus Zeichen gebildeten Texte und der graphischen Abbildungen auf durch einen Bildschirm­ text-Decoder ansteuerbaren Bildschirm. Die Zeichen und die gra­ phischen Abbildungen werden aus einzelnen, matrixförmig angeord­ neten Bildpunkten dargestellt. Benachbarte Bildpunkte werden auf das Vorliegen eines Farbüberganges überprüft, und im Falle eines solchen werden die betreffenden Bildpunkte in der Zeile und/oder Spalte in einem Grautonwert auf dem Bildschirm abgebildet, wel­ cher sich von dem Grautonwert der davorliegenden bzw. dahinter­ liegenden Bildpunkte in der Zeile oder Spalte ausreichend unter­ scheidet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Echtzeitverfahren zur Darstel­ lung von Farbinformationen enthaltenden BTX-Seiten auf Schwarzweißmonitoren aufzuzeigen, bei dem trotz des durch das Entfallen der Farbinformation auftreten­ den Informationsverlustes eine gute Erkennbarkeit der dargestell­ ten Information gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß einfache logische Funktionen mit einer verhältnismäßig gerin­ gen Anzahl von Gattern in Echtzeit ausgeführt werden, so daß das Verfahren sehr gut als Teilfunktion eines integrierten BTX-Decoders realisiert werden kann.

Weiterhin wird durch das Verfahren bewirkt, daß verschiedenfar­ bige Bildteile, die unter Umständen mit dem gleichen Grauwert dargestellt werden, dem Auge reliefartig voneinander abgehoben erscheinen. Dies soll durch die Fig. 1 verdeutlicht werden. Zum Hintergrund soll die Farbe F1 gehören, zum Buchstaben die Farbe F2. Der Reliefeindruck entsteht dadurch, daß in jeder Bildzeile beim Wechsel von F1 zu F2 eine sehr kurze Aufhellung, beim Wechsel von F2 zurück zu F1 eine ebenso kurze Abdunkelung er­ folgt. Es wird nur die Farbänderung zeitlich unmittelbar auf­ einanderfolgender, d. h. in der Zeile aneinandergrenzender Bild­ punkte berücksichtigt.

Eine Weiterbildung der Erfindung hat zum Ziel, die Reliefdar­ stellung im Interesse eines ruhigen Bildeindrucks dort zu unterdrücken, wo ein Farbübergang von F_x zu F_y auch ohne zusätzlichen Maßnahmen zu einem für die Wahrnehmung ausreichen­ den Grauwertkontrast führt. Dieses Ziel wird durch die im Patentanspruch 2 angegebenen Maßnahmen erreicht.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von zwei weiteren Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Realisierung des Verfahrens;

Fig. 3 eine Variante.

In Fig. 2 sind R1 und R2 Register für 12 Bit bzw. 3 Bit, K ein digitaler Komparator K für 2 mal 12 Bit, DAC ein dreifacher Digital-Analogwandler für Rot (R), Grün (G), Blau (B) mit je 4 Bit Eingang, L eine nachfolgend beschriebene Logikfunktion, RR, RG, RB, RE ein Widerstandsnetzwerk.

Die Eingänge sind F (12 Bit Farbinformation) und C (Taktlei­ tung). Sie kommen aus der in Fig. 2 nicht dargestellten Deco­ dersteuerung. Der Ausgang BA (Videospannung) ist das analoge Grauwert-Videosignal, das zu dem ebenfalls nicht dargestellten Monitor führt.

Die Taktzeit T ist bei F und C gleich dem Bildpunkttakt, z. B. ist T = 69 ns bei einer Bildwechselfrequenz von 60 Hz.

Mit jeder ansteigenden Flanke von C gelangt die augenblickliche Farbinformation F = F_x zum Ausgang von R1 und einerseits über DAC usw. zum Monitor, andererseits zum x-Eingang von K. F und C sind von einer Steuerung so synchronisiert, daß der Eingang F un­ mittelbar nach der ansteigenden Flanke von F_x auf F_y (= Farbin­ formation des nachfolgenden Bildpunkts) wechselt.

Dadurch liegen F_x und F_y während einer für die Signalverarbei­ tung ausreichenden Zeit t gleichzeitig an den Eingängen x und y des Komparators K. Die Signalverarbeitung besteht aus fol­ genden Schritten:

• a) F_x und F_y werden als 12stellige Dualzahlen etwa in der Bit- Anordnung G₃ R₃ B₃ . . . . . G₀ R₀ B₀ (G₃ höchste, B₀ niedrigste Stelle) von dem Komparator K hinsichtlich ihrer Größe vergli­ chen. Von den drei Ausgängen F_y = F_x, F_y < F_x, F_y < F_x wird dann entsprechend dem Ergebnis genau einer auf logisch 1 ge­ setzt.
• b) Nach dem Ablauf von T folgt die nächste ansteigende Flanke von C. Damit erscheint das Ergebnis des Vergleichs am Aus­ gang von R2. Die Logikfunktion L schaltet ihren Tri-State- Ausgang E entsprechend der Tabelle: Praktisch gleichzeitig stehen an den Ausgängen R, G, B von DAC die neuen analogen R, G, B-Signale, die der jetzt an­ statt F_x aktuell gewordenen Farbinformation F_y entsprechen.
• c) Die Signale R, G, B, E werden durch die Widerstände RR, RG, RB, RE gewichtet addiert. Das Ergebnis ist das analoge Grau­ wertsignal BA. Nach Fig. 2 ist C = 1 jeweils für die Zeit . Damit und nach der vorigen Tabelle ist der Grauwert BA des neuen Bildpunkts
  • - nur durch R, G, B bestimmt , wenn F_y = F_x
  • - am Anfang für aufgehellt , wenn F_y < F_x
  • - am Anfang für abgedunkelt , wenn F_y < F_x.

Der Grad der Aufhellung und Abdunkelung, d. h. des Reliefein­ drucks ist durch das Verhältnis von RE zu den anderen Wider­ ständen bestimmt.

Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung hat das Ziel, die Reliefdar­ stellung im Interesse eines ruhigeren Bildeindruckes dort zu unterdrücken, wo ein Farbübergang von F_x zu F_y auch ohne zu­ sätzliche Maßnahmen zu einem für die Wahrnehmung ausreichen­ den Grauwertkontrast führt.

Nach Fig. 3 wird wie unter Fig. 2 beschrieben F_x in R₁ zwischenge­ speichert und der Größenvergleich zwischen F_x und F_y in K₁ vorge­ nommen. Parallel dazu werden die in F_x enthaltenen Farbwerte R_x, G_x, B_x, (je 4 Bit) mit der Gewichtung 2R + 4G + 1B, die etwa der Fernsehnorm entspricht, zu einem digitalen Grau­ wert S_x im Addierer A1 summiert. Der Grauwert S_x (7 Bit) wird in den Registern R2′ und R3 zwischengespeichert. Entsprechend wird der Grauwert S_y gebildet. Im weiteren soll nun festgestellt werden, ob der Betrag des Unterschieds zwischen S_y und S_x, d. h. der Grauwertkontrast |S_y-S_x| = Kt, einen vorgegebenen positiven Grenzwert GW unterschreitet oder nicht. Dazu werden von den Addierern A2 und A3 die Summen S_x + GW sowie S_y + GW gebildet und dann zu den Komparatoren K2 und K3 die Vergleiche, ob S_x + GW < S_y, sowie S_y + GW < S_x, durchgeführt. Fallen nun beide Vergleiche positiv aus, so ist dies gleichbedeutend damit, daß GW < S_y - S_x und zugleich GW < S_x - S_y, also auch |S_y-S_x| = Kt < GW (Ausgang des nachfolgenden UND-Gatters).

Die Register R3 und R4 dienen zur Synchronisierung des Daten­ flusses. DAC′ ist ein 7 Bit Digital-Analogwandler mit dem Aus­ gang A. L′ ist eine Logikfunktion L′ mit dem Tri-State-Ausgang E′, für den gilt:

Aus den Signalen A und E′ wird durch Mischung über die Wider­ stände RA und RE′ das analoge Grauwertsignal BA′ gemischt. Ge­ genüber der Anordnung nach Fig. 2 besteht der einzige Funktions­ unterschied darin, daß E′ nur im Falle Kt < GW aktiviert werden kann.

Ein zusätzlicher Eingang IN von L′ kann vorgesehen werden, wenn E′ für bestimmte Darstellungen inaktiv gemacht werden soll.

Claims (2)

1. Echtzeitverfahren zur Darstellung von Farbinformationen enthal­ tenden Bildschirmtextseiten auf Schwarzweißmonitoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbinformation (F) jedes Bildpunktes (12 Bit) während einer Taktzeit (T), die einem Bild­ punkttakt entspricht, in einem Register (R1) zwischengespeichert wird, daß innerhalb der Taktzeit (T) die in dem Register (R1) zwischen­ gespeicherte erste Farbinformation (F_x) des auf dem Monitor darge­ stellten Bildpunktes und eine zweite dem nachfolgenden Bildpunkt entsprechende Farbinformation (F_y), als Dualzahlen dargestellt, in einem digitalen Komparator (K; K1) miteinander verglichen wer­ den, daß die Videospannung (BA; BA′) des nachfolgend beim Takt­ wechsel abgebildeten Bildpunktes sowohl durch die zweite Farbin­ formation (F_y) als auch durch die im Komparator gebildete Diffe­ renz der zweiten und ersten Farbinformation (F_y-F_x) bestimmt wird, derart, daß der der zweiten Farbinformation (F_y) nach einer D/A-Wandlung (DAC; DAC′) an sich zukommenden Spannung je nach dem, ob die zweite Farbinformation (F_y) größer oder kleiner als die erste Farbinformation (F_x) ist, eine positive oder negative Zusatzspan­ nung für eine Zeit t überlagert wird, wobei die Zeit t deutlich kleiner als die Taktzeit (T) des Bildpunkttaktes ist, und daß bei Gleichheit der ersten und zweiten Farbinformation (F_x = F_y) die Beeinflussung durch eine Zusatzspannung entfällt.

2. Echtzeitverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in den ersten und zweiten Farbinformatio­ nen (F_x, F_y) jeweils enthaltenen Farbwerte (R_x, G_x, B_x; R_y, G_y, B_y) von einem Addierer (A1) gewichtet jeweils zu einem digitalen Grauwert (S_x, S_y) zeitlich parallel aufsummiert werden, daß mittels einer aus einem Register (R₂′), Addierern (A2, A3) und Komparatoren (K2, K3) bestehenden Verknüpfungsschaltung und einem UND-Glied festgestellt wird, ob der Betrag des Grauwertkontrastes (Kt) als Unterschied zwi­ schen den digitalen Grauwerten (S_y, S_x) einen vorgegebenen Grenzwert (GW) unterschreitet, und daß die Zusatzspannung nur in diesem Fall (Kt < GW) aktiviert wird.