DE4324797A1 - Verfahren zur Verringerung von Synchronisationsstörungen bei einer Anzeigemarke - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Verringerung von Synchronisationsstörungen bei einer Anzeigemarke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist bekannt, einen Cursor über eine Infrarotfernbedienung durch Auf- bzw. Abschwenken (Y- Richtung) und Links- bzw. Rechtsschwenken (X-Richtung) zweidi­ mensional über dem Bildschirm eines TV-Gerätes oder ähnlichen zu bewegen. Die Positionsbestimmung für den Cursor beruht auf einer Analogauswertung eines von der Fernbedienung gelieferten Infrarotsignals. Bei einer derartigen Auswertung ist der Rauschabstand aufgrund des Eigenrauschens des Vorverstärkers nicht ausreichend, so daß bei definierter Lage der Fernbedienung, der Cursor auf dem Bildschirm zweidimensional um seine Sollposition jittert. Eine Tiefpaßfilterung kann hierbei nicht helfen, da die Störungen vorwiegend im Durchlaßbereich des Filters liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise diese Synchronisationsstörungen zu unterdrücken. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Über eine Mittelwertbildung der Istposition der Anzeigemarke, auch Cursor genannt, wird eine Softwarelinie bzw. ein Softwarefenster erstellt und in der Mitte des Softwarefensters bzw. der Softwarelinie die Anzeigemarke fixiert, so daß sich die Sollposition ergibt.

Bei einer, zwei oder drei Dimensionen, X-, Y- und Z- Richtung, ist die Normalverteilung der Synchronisationsstörungen, auch Jitter genannt, gleichwahrscheinlich, so daß der Anzeigemarke eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit innerhalb eines ein-, zwei-, oder dreidimensionalen Feldes zugeordnet wird. Dieses Feld ist aus Symmetriegründen durch die Gleichverteilung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit bei einer Dimension eine Linie, bei zwei Dimensionen ein Quadrat und bei drei Dimensionen ein Quader, dessen Mittelpunkt die Sollposition der Anzeigemarke darstellt. Die Länge der Linie, bzw. die Kantenlänge des Quadrates bzw. das Quaders ist dabei vom Rauschabstand und von der Aufenthaltswahrscheinlichkeit abhängig. Bei großem Rauschen erhalten wir eine lange Linie bzw. eine große Kantenlänge. Die Größe der Softwarelinie bzw. des Softwarefensters wird also dem Rauschen dynamisch angepaßt. Bei bekanntem Rauschabstand ist es nun möglich, bei gewählter Wahrscheinlichkeit eine Softwarelinie bzw. ein Softwarefenster eindeutig zu bestimmen. Da die Anzeigemarke trägheitsfrei mitläuft und nicht überschwenkt bzw. aufgrund irgend eines schwingungsdämpfenden Filters mit einem zeitlich ausgedehnten Ausgleichsvorgang nachhinkt, ist es auf diese Weise möglich, das Jittern zu vermeiden. Die Auflösung verringert sich nicht, da von der Anzeigemarke jede Bildschirmposition erreicht wird.

Da es sich bei dem Rauschen des Vorverstärkers um ein bekanntes Rauschen, nämlich um Wärmerauschen handelt, kann bei bekannter Rauschleistung für den den Aufenthaltsort der Anzeigemarke vorausgesagt werden, daß sich die Anzeigemarke mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit W innerhalb eines gewissen Aufenthaltsraumes (Intervalls) bewegen wird. Dieser Aufenthaltsraum ist bei einer Dimension eine Linie und aufgrund der im vorliegenden Fall statistischen Unabhängigkeit der Dimensionen untereinander bei zwei Dimensionen ein Rechteck sowie bei drei Dimensionen ein Quader. Da die Abweichungen vom Sollwert in positiver wie in negativer Richtung gleichgroß sind, ist der Sollwert identisch mit dem Mittelpunkt der Linie, des Rechtecks bzw. des Quaders.

Die Abweichungen vom Sollwert sind für alle Dimensionen gleich groß. Somit ist das Rechteck ein Quader und der Quader ein Würfel, usw. Die Kantenlänge dieser geometrischen Körper ist also von der Rauschleistung und von der geforderten Aufenthaltswahrscheinlichkeit W abhängig.

Die Erfindung beruht unter anderem auf dem Prinzip einer losen Kopplung zwischen einer sichtbaren und einer für den Betrachter unsichtbaren Anzeigemarke, wobei die sichtbare den Sollwert und die unsichtbare den Istwert darstellt.

Bei zwei Dimensionen ist die sichtbare Anzeigemarke Mittelpunkt eines quadratischen Rahmens, welcher die unsichtbare Anzeigemarke in Form eines zweidimensionalen Intervalls einschließt, so wird je nach Jitteramplitude und Seitenlänge dieses Rahmens die unsichtbare Anzeigemarke mehr oder weniger oft an diesen Rahmen "stoßen". In diesen Fällen wird die unsichtbare Anzeigemarke nicht ausgebremst, sondern der Rahmen der sichtbaren Anzeigemarke wird von der unsichtbaren Anzeigemarke mitgeschleppt, bis die unsichtbare Anzeigemarke sich vom Rahmen der sichtbaren Anzeigemarke löst. Dadurch erreicht die sichtbare Anzeigemarke eine neue Position auf dem Bildschirm. Der Rahmen läuft trägheitsfrei mit und schwingt nicht über, da keine schwingungsdämpfenden Filter mit zeitlich ausgedehnten Ausgleichsvorgängen verwendet werden.

Die Rauschamplitude gehorcht einer statistischen Verteilungsfunktion, so daß die Größe der Wahrscheinlichkeit festliegt, in der die unsichtbare Anzeigemarke innerhalb eines gewissen Quadrates (es soll hier: Wahrscheinlichkeitsfenster genannt sein) anzutreffen ist. Bei bekannter Rauschleistung und bekannter Verteilungsfunktion ist so eine Wahrscheinlichkeit festzulegen, mit der diese Anzeigemarke sich innerhalb eines gewissen Wahrscheinlichkeitsfenster aufhält, so daß die dafür erforderliche Kantenlänge dieses Wahrscheinlichkeitsfensters berechnet wird.

Diese vom Anwender festgelegte Wahrscheinlichkeit besagt, in wieviel Prozent aller Fälle die sichtbare Anzeigemarke nicht aus ihrer Ruhelage bewegt wird, sofern der Anwender die Kantenlänge des Rahmens der sichtbaren Anzeigemarke an die berechnete Kantenlänge des Wahrscheinlichkeitsfensters angleicht und die Fernbedienung nicht aus ihrer Ruhelage bezüglich des Empfängers gebracht wird.

Eine Lageänderung der Fernbedienung bewirkt eine unverzügliche Lageänderung des Wahrscheinlichkeitsfensters im Hintergrund des Bildschirms relativ zum Rahmen der sichtbaren Anzeigemarke. Damit ist nun der Schwerpunkt (Mittelpunkt) des Wahrscheinlichkeitsfensters näher an mindestens eine der vier Kanten dieses Rahmens gerückt, so daß die unsichtbare Anzeigemarke diese näherliegende Rahmenkante mit höherer Wahrscheinlichkeit, also öfter berührt als die weiterentfernte. Die sichtbare Anzeigemarke wird daher durch die Synchronisationsstörungen immer mehr in ihrer neuen Sollposition zentriert.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Synchronisationsstörungen auf ein statistisches Restjittern zu reduzieren, welches dann mit der Wahrscheinlichkeit (1 - W) in Verbindung mit einer entsprechend geringeren Amplitude auftritt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläu­ tert. Darin zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lösung auf eindimensionaler Ebene,

Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäße Lösung auf zweidimensio­ naler Ebene,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Lösung auf dreidimensio­ naler Ebene und

Fig. 4 ein Softwarestruktogramm.

Fig. 1 zeigt die Begrenzung der Synchronisationsstörungen in ei­ ner eindimensionalen Ebene, wobei das beschriebene Prinzip auch auf mehrere Dimensionen anzuwenden ist. Die tatsächliche imaginäre Istposition XI der Anzeigenmarke schwankt um die sichtbare Sollposition XS der Anzeigenmarke. Die imaginäre Istposition XI der Anzeigenmarke schwankt aufgrund der Synchronisationsstörungen im Bereich (der Linie) des Fensters F. Sobald die Istposition XI der Anzeigemarke sich außerhalb des Fensters F bewegt, hier von a) nach b) dargestellt, verändert sich der Mittelwert, der über die Istposition XI der Anzeigenmarke gebildet wird, so daß die sichtbare Sollposition XS der Anzeigenmarke der Bewegung der Fernbedienung folgt. Bei bekanntem Rauschabstand und gewählter Wahrscheinlichkeit W ist ein im vorliegenden Beispiel symmetrisches Fenster F mit gleicher Kantenlänge L, auch Wahrscheinlichkeitsfenster genannt, eindeutig zu bestimmen. Die imaginäre Istposition XI der Anzeigemarke jittert in dem Fenster F um die Sollposition XS.

Zur Veranschaulichung der Verbindung, Istposition XI und Sollposition XS der Anzeigemarke, könnte ein gedachter "elektronischer Faden" der Länge l herangezogen werden. So wird die dargestellte Sollposition XS der Anzeigemarke in 100 _* W % aller Fälle nicht aus seiner Ruhelage bewegt. In allen anderen Fällen ist der "imaginäre Faden" zu kurz, und die imaginäre Istposition XI der Anzeigemarke zieht die dargestellte Sollposition XS der Anzeigemarke hinter sich her. Die Anzeigemarke mit der Sollposition XS läuft trägheitsfrei mit, aus diesem Grunde gibt es kein Überschwingen bzw. kein Nachhinken durch Ausgleichsvorgänge. Eine Auflösungsverringerung tritt nicht auf, da trotz allem vom sichtbaren Cursor jede Bildschirmposition erreicht wird.

Fig. 2 zeigt eine zweidimensionale Darstellung, wobei das beschriebene Prinzip auch auf mehrere Dimensionen anzuwenden ist. Bei bekanntem Rauschabstand kann bei gewählter Wahrscheinlichkeit W ein quadratisches Fenster der Kantenlänge Lx, Ly eindeutig bestimmt werden. Die Istposition XI der Anzeigemarke jittert in dem Fenster F, in dessen Mittelpunkt sich die Sollposition XS der Anzeigenmarke befindet. Verändert sich der Mittelwert, hier von a) nach b) dargestellt, da die Istposition XI der Anzeigemarke das Fenster F verlassen hat, verschiebt sich das Fenster F, und die Sollposition XS der Anzeigemarke wird durch die neue Mittelwertbildung erhalten. Eine Lagenänderung des Infrarotgebers bewirkt eine unverzügliche Lagenänderung des Wahrscheinlichkeitsfensters F im Hintergrund des Bildschirms, wodurch die sichtbare Anzeigemarke mit der Sollposition XS mit Sicherheit an eine der Kanten des Fensters stößt und von diesem trägheitsfrei in eine neue Lage geschoben wird. Diese neue Lage ist in der Regel nicht die neue Nennlage des Fensters F, wobei die Anzeigemarke mit der Sollposition XS durch das ständige Jittern schnell nachzentriert wird. Es läßt sich eine Dynamisierung der Kantenlängen Lx, Ly vornehmen, derart, daß bei unterschiedlicher Rauschamplitude diese Kantenlänge immer wieder neu korrigiert und somit ein Jittern auf eine von der Wahrscheinlichkeit W abhängiges Minimum reduziert wird.

Fig. 3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung, wobei das beschriebene Prinzip auch auf mehrere Dimensionen anzuwenden ist. Bei bekanntem Rauschabstand kann bei gewählter Wahrscheinlichkeit W ein Würfel als Fenster mit der Kantenlänge Lx, Ly, Lz eindeutig bestimmt werden. Die Istposition XI der Anzeigemarke jittert in dem Fenster F, in dessen Schwerpunkt sich die Sollposition XS der Anzeigenmarke befindet. Verändert sich der Mittelwert, da die Istposition XI der Anzeigemarke das Fenster F verlassen hat, verschiebt sich das Fenster F, und die Sollposition XS der Anzeigemarke wird durch die neue Mittelwertbildung erhalten.

Fig. 4 zeigt ein Programmstruktogramm. Das Programm beginnt, indem die imaginäre Istposition XI von der sichtbaren Sollposition XS abgezogen wird. Hiervon wird der Betrag gebildet und überprüft, ob er größer als die Hälfte des Fensters F ist. Ist der Betrag nicht größer, so ist die neue sichtbare Sollposition XS gleich der alten sichtbaren Sollposition XS. Ist die imaginäre Istposition XI größer als die sichtbare Sollposition XS, wird von der imaginären Istposition XI die Hälfte des Fensters F abgezogen und bildet die neue sichtbare Sollposition XS. Ist die imaginäre Istposition XI kleiner als die sichtbare Sollposition XS, wird zu der imaginären Istposition XI die Hälfte des Fensters F hinzuaddiert, so daß sich die neue sichtbare Sollposition XS ergibt. Danach endet der Programmablauf und beginnt erneut, sobald eine imaginäre Istpositionsänderung erfolgt. Vorzugsweise ist das Programm so gestaltet, daß es für jede Dimension erneut durchlaufen wird.

Daraus ergibt sich der Wert F/2 für das Fenster F in X-Richtung zu Lx/2, in Y-Richtung zu Ly/2 und in Z-Richtung zu Lz/2.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verringerung von Synchronisationsstörungen bei einer Anzeigemarke auf einem Bildschirm, dadurch gekennzeich­ net, daß über eine Mittelwertbildung der Position der Anzei­ gemarke ein Softwarefenster erstellt und in der Mitte des Softwarefensters die Anzeigemarke fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eindimensionale Softwarefenster aus einer Geraden, das zwei­ dimensionale Softwarefenster aus einem Rechteck und das drei­ dimensionale Softwarefenster aus einem Quader gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenlänge vom Rauschabstand und der geforderten Aufent­ haltswahrscheinlichkeit W der imaginären Anzeigemarke abhängig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein In­ frarotgeber die sichtbaren und imaginären Anzeigemarken aus­ wertet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbaren und imaginären Anzeigemarken durch einen Infrarot­ sender ausgewertet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrdimensionales Softwarefenster erstellt wird und/oder das Softwarefenster jegliche Formgebung ermöglicht.