DE4412416B4

DE4412416B4 - RGB-Anzeige eines transcodierten digitalen seriellen Signals

Info

Publication number: DE4412416B4
Application number: DE4412416A
Authority: DE
Inventors: James L. Beaverton Tallman; Gerald Portland Sargeant
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: DE4412416A1; JPH06303648A; JP2976168B2; US5311295A; GB2277222A; GB2277222B; GB9405792D0

Abstract

Verfahren zum Bestimmen von Farbskalenfehlern in einem digitalen seriellen Videosignal mit folgenden Schritten:
Umwandeln des digitalen seriellen Videosignals in ein analoges RGB-Komponentensignal;
Übertragen des analogen RGB-Komponentensignals an eine Wellenformanzeigevorrichtung zur Anzeige als individuelle RGB-Wellenformkomponenten; und
Messen des Ausmaßes der Abweichung der Höchst- und Tiefstwerte von vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten, die eine Farbskala definieren, für jede RGB-Wellenformkomponente, wobei das Ausmaß der Abweichung für jede RGB-Wellenformkomponente ein Maß der Farbskalenfehler ist.

Description

RGB-Anzeige eines transcodierten digitalen seriellen Signals Die vorliegende Erfindung betrifft Wellenformanzeigegeräte und insbesondere eine RGB-Anzeige eines transcodierten digitalen seriellen Signals zum Zwecke der Quantifizierung von Farbskalenfehlern.
Bei einem Farbanzeigegerät, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre mit Lochmaske, hat ein Videosignal für die Anzeige drei Primärfarbkomponenten, zum Beispiel Rot, Grün und Blau (RGB). Das Anzeigegerät ist so eingestellt, daß ein minimaler gültiger Wert einer der drei Komponenten den entsprechenden Elektronenstrahlerzeuger auf einen minimalen, oder als AUS wahrgenommenen, Zustand steuert, und ein maximaler gültiger Wert den entsprechenden Elektronenstrahlerzeuger auf maximale Helligkeit steuert. Diese gültigen Werte liegen typischerweise in einem Bereich von Null und 0,7 V und lassen sich beliebig auf Werte zwischen Null und 1,0 normalisieren. Die Primärfarbkomponenten (RGB) werden unter Verwendung eines Widerstandsnetzes allgemein aus kodierten Luminanz- und Farbdifferenzkomponenten (Y, P_b, P_r) abgeleitet. Die kodierten Komponenten werden wiederum aus einem Videosignalgemisch abgeleitet, beispielsweise einem Signal gemäß den analogen NTSC- oder PAL-Formaten oder dem digitalen seriellen CCIR-601-Format. Bei einer digitalen Reihe wird üblicherweise eine digitale serielle Übertragung verwendet, um die Anzahl von Verbindungen zu verringern, die zur Übertragung des Videosignals von einem Gerät zum anderen erforderlich sind.
Viele Jahre lang war die einzig wichtige Quelle eines Videosignals eine Videokamera, die die Primärfarbkomponenten RGB bereitstellte. Die RGB-Komponenten wurden dann zu den Farbkomponentensignalen Y,P_b,P_r kodiert und zur Erzeugung des Videosignalgemisches in NTSC- oder PAL-Format kombiniert. Es ist jedoch jetzt üblich, die Videosignalgemische aus anderen Quellen als den Primärfarbkomponenten RGB zu erzeugen. Derartige Quellen, beispielsweise Fernsehgraphiksysteme, können Signale direkt im kodierten Farbkomponentenbereich erzeugen. Auch haben diese kodierten Farbkomponenten die Form, in der die Videosignalverarbeitung üblicherweise erfolgt. Das Ergebnis ist, daß bei der Umwandlung dieser kodierten Farbkomponenten in den Primärfarbkomponentenbereich der Bereich oder die Skala der individuellen Primärfarben den Spannungsbereich von Null bis 0,7 V übersteigen kann. Werte der Primärfarben, die außerhalb der Skala liegen, lassen sich nicht farbgetreu auf der Farbanzeigevorrichtung wiedergeben, was zu einer Farbverfälschung auf der Anzeige führt.

Ein Verfahren zur Feststellung dieses außerhalb der Skala liegenden Zustandes oder Skalenfehlers ist in der U.S.-Patentschrift Nr. 4,707,727, vom 17. November 1987 beschrieben und wird im Komponenten-Fernsehwellenformmonitor WFM-300 der Tektronix, Inc. benutzt. Die kodierten Farbkomponenten werden in die Primärfarbkomponenten umgewandelt und als Eingartg an zwei Sätze von Komparatoren gelegt, wobei der Referenzpegel des einen Satzes der Höchstwert und der Referenzpegel des anderen Satzes der Tiefstwert ist. Die Ausgangssignale der Komparatoren werden an ein ODER-Gatter gelegt, so daß, wenn eine der Primärfarbkomponenten über bzw. unter dem Höchst- oder dem Tiefstwert liegt, ein Skalenfehlersignal erzeugt wird. Die von der Magni Systems, Inc., Beaverton, Oregon, Ver. Staaten v. Amerika hergestellten Wellenformmonitoren oder Vektorskope der 500-Reihe erstellen ein separates Ausgangssignal für jeden Komparator zur Anzeige, so daß die Primärfarbkomponente und die Richtung (positiv oder negativ) des Skalenfehlers angezeigt wird.

Zwar zeigt der WFM-300 RGB-Komponentensignale an, wenn die Eingabe in dieser Form vorliegt, jedoch zeigt er keine RGB-Komponentensignale an, nachdem sie von einem Videoeingangssignal in das kodierte Farbkomponentenformat umgewandelt wurden. Der WFM-300 erzeugt aber ein RGB-Ausgangssignal für einen Fernsehmonitor ungeachtet des Eingabeformates. Das Problem verschlimmert sich, wenn das Video-Eingangssignal im digitalen seriellen CCIR-601-Format vorliegt. Um das digitale serielle Videosignal anzeigbar zu machen, wird es zunächst in das kodierte Farbkomponentenformat transcodiert. Wenn es einmal im kodierten Farbkomponentenformat vorliegt, dann kann. das Videosignal wie beim WFM-300 angezeigt werden.

AUS der US 4,760,448 ist ein Messprinzip zur Erfassung von Signalamplituden in Videosignalen bekannt, bei dem ein die momentanen Amplitudenverhältnisse ausgewählter Signalkomponenten charakterisierendes Signal angezeigt werden kann.

Es besteht daher die Aufgabe, eine RGB-Anzeige eines transcodierten digitalen seriellen Videosignals verfügbar zu machen, aus der ein quantifizierbarer Skalenfehler abgeleitet werden kann.

Als Lösung für diese Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine RGB-Anzeige eines transcodierten digitalen seriellen Videosignals auf einer Wellenformanzeigevorrichtung zur Verfügung, bei der eine Quantifizierung eines Skalenfehlers möglich ist. Ein Videosignal im digitalen seriellen Format, beispielsweise dem CCIR-601-Format, wird als Eingangssignal an einen Seriell-Parallel-Umsetzer gelegt und in ein paralleles digitales Format umgewandelt. Das parallele digitale Videosignal wird dann in analoge kodierte Farbkomponenten, wie Luminanz und zwei Farbdifferenzsignale (Y,P_b,P_r), transcodiert. Die kodierten Farbkomponenten werden anschließend als Eingangssignale an eine Widerstandsmatrix gelegt, die sie in Primärfarbkomponenten RGB umwandelt. Die RGB-Komponenten werden selektiv an die Wellenformanzeigevorrichtung übertragen, wo sie als individuelle Wellenformen für jede Komponente angezeigt werden. Die Farbskala wird durch Messung der Amplituden einer jeden RGB-Komponenten-Wellenform bezüglich festgelegter Höchst- und Tiefstwerte bestimmt. Derartige Messungen können manuell mittels Rastermarkierungen auf dem Bildschirm der Wellenformanzeigevorrichtung erfolgen oder mittels eines Paares von Spannungs- oder Amplitudencursoren durchgeführt werden.

Derartige Messungen können auch automatisch durch Einstellen der Höchst- und Tiefstwerte anhand vorbestimmter Standardwerte erfolgen, bis der Skalenfehler verschwindet, wobei die Abweichungen in den Höchst- und Tiefstwerten gegenüber den Standardwerten das Maß der Skalenfehler darstellen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen und der Zeichnung.
Es zeigen
1 eine Ansicht, zum Teil in Blockschaltbildform, einer Wellenformanzeigevorrichtung zur Bereitstellung einer RGB-Anzeige eines transcodierten seriellen digitalen Videosignals gemäß vorliegender Erfindung,
2(a) eine normale Anzeige einer RGB-Signalreihe als Reaktion auf ein Standard-Farbbalken-Eingangssignal gemäß vorliegender Erfindung, und (b) dieselbe Anzeige bei Vorliegen eines Skalenfehlers.
Wie es in 1 dargestellt ist, wird ein serielles digitales Videosignal, zum Beispiel ein Signal im CCIR-601-Format, einer Seriell-Parallel-Umsetzschaltung 12 eingegeben, welche das digitale serielle Videosignal in ein digitales paralleles Videosignal umwandelt. Das digitale parallele Videosignal wird wiederum einem Dekodierer 14 eingegeben, der das digitale parallele Videosignal in ein digitales Luminanz-Signal (Y) und ein digitales Chrominanz-Signal (C) aufteilt. Die digitalen Luminanz- und Chrominanz-Signale werden Digital-Analog-Wandlern (DAC) 16 eingegeben, wobei das digitale Chrominanz-Signal entflochten ("deinterlaced") wird, um zwei digitale Farbdifferenzkomponentensignale zu erzeugen. Die Ausgangssignale der Wandler 16 sind analoge kodierte Farbkomponentensignale (Y, Pb, Pr). Die analogen kodierten Farbkomponentensignale werden über einen ersten Schalter SW1 einer Transcodierschaltung 18 eingegeben. Die Ausgangssignale von der Transcodiererschaltung 18 sind die Primärfarbkomponenten-RGB-Signale. Die RGB-Signale werden als Eingangssignale an zwei Hälften eines zweiten Schalters SW2A, SW2B gelegt. Der zweite Schalter SW2A, SW2B wählt separat zwischen den RGB-Signalen und den kodierten Farbkomponentensignalen zur Eingabe an Bildausgangsverstärker 20 zur Anzeige auf einem Bildmonitor und zur Eingabe an einen Klemmverstärker (clamping amplifier) 22 aus. Die Stellung der ersten Hälfte SW2A des zweiten Schalters ist eine Funktion des Typs desjenigen Bildmonitors, der an den Ausgängen der Bildausgangsverstärker 20 hängt. Die Stellung der zweiten Hälfte SW2B des zweiten Schalters ist abhängig von dem Anzeige-Setup der Wellenformanzeigevorrichtung. Die festgehaltenen oder "geklemmten" RGB- oder kodierten Farbkomponentensignale werden als Eingang an einen dritten Schalter SW3 und an eine Skalen(fehler)ermittlungsschaltung 24 gelegt. Die Skalen(fehler)ermittlungsschaltung 24 erzeugt bei ihrer Freigabe ein Skalenfehlerausgangssignal, das mit den Ausgangssignalen von den Bildausgangsverstärkern 20 summiert wird, um auf dem Bildschirm dort eine "aufgehellte" Anzeige zu erzeugen, wo Skalenfehler auftreten. Alternativ kann das Skalenfehlerausgangssignal mit nur einem der Ausgangssignale van den Bildausgangsverstärkern 20 summiert werden, üblicherweise dem grünen (G) oder Luminanz- (Y) Ausgang. Der dritte Schalter SW3 wählt zwischen den "geklemmten" RGB- oder kodierten Farbkomponentensignalen und den kodierten Komponentensignalen direkt vom Wandler 16 aus. Der Ausgang vom dritten Schalter SW3 wird an die (nicht dargestellte) Anzeigeelektronik zur Anzeige als Wellenformen auf einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, übertragen. Typische Anzeigen mit Komponenteneingangssignalen sind wandernde Signale, auch "Parade" genannt, oder Überlagerungsanzeigen, wie es dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt ist.
Im Betrieb für ein digitales serielles Videosignal im CCIR-601-Format am Eingang stellt eine Bedienungsperson die Wellenformanzeigevorrichtung von einer Frontplatte gemäß der gewünschten Anzeige ein. Die Einstellungen auf der Frontplatte werden einem (nicht dargestellten) Mikroprozessor eingegeben, der die erforderliche Zeitsteuerung, Befehle und Parameterwerte für die Konfigurierung der Wellenformanzeigevorrichtung erzeugt. Ein sogenannter "Dakulator" 26 wandelt digitale Parameterwerte vom Mikroprozessor in analoge Steuerspannungen um, beispielsweise Offset- und Verstärkungsspannungen für den Wandler 16 und positive und negative Grenzspannungen für die Skalenfehlerermittlungsschaltung 24. Wenn die Schalter SW1–SW3 so positioniert sind, wie es in 1 zu sehen ist, dann wird ein digitales serielles Videoeingangssignal in ein analoges kodiertes Farbkomponentensignal umgewandelt und dekodiert, welches wiederum in das RGB-Komponentensignal transcodiert wird. Das RGB-Komponentensignal wird zur Anzeige als Wellenform an den Bildmonitor und an die Anzeigeelektronik übertragen. Wie es in 2(a) dargestellt ist, haben die RGB-Komponentensignale für ein Farbbalkeneingangssignal in einer Parade-Anzeige einen Tiefstwert bei Null Volt und einen Höchstwert bei 700 mV. Liegt jedoch ein Skalenfehler vor, dann betragen die Tiefst- und Höchstwerte der RGB-Komponentensignale weniger als Null Volt und/oder mehr als 700 mV. Durch Anzeigen der RGB-Komponentensignale als Wellenformen werden das Ausmaß und die Richtung der Skalenfehler ganz deutlich. Eine Bedienungsperson kann die RGB-Komponentenanzeige mit einer Videokamera verwenden, beispielsweise für eine Einstellung der RGB-Verstärkungen für die Kamera, um Skalenfehler aus dieser Videoquelle zu eliminieren.
Das Ausmaß der Skalenfehler läßt sich mit noch höherer Genauigkeit als anhand des Rasters des Anzeigebildschirmes ermitteln, indem Spannungs- oder Amplitudencursoren verwendet werden, wie es dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist.
Schließlich kann die Quantifizierung von Skalenfehlern automatisiert werden, indem das Ausmaß des Skalenfehlers für jeden Komparator in der Skalenfehlerermittlungsschaltung 24 automatisch bestimmt wird. Am Anfang werden die positiven und negativen Grenzen für jeden Komparator so eingestellt, daß sie nur minimal über 700 mV und nur geringfügig unter Null Volt liegen. Bei Feststellung eines Skalenfehlers wird das Skalenfehlerausgangssignal an den Mikroprozessor übertragen. Der Mikroprozessor wiederum stellt jede Grenze für jeden Komparator, der einen Skalenfehler anzeigt, ein, bis das Skalenfehlerausgangssignal für diesen Komparator eliminiert ist. Die Wertedifferenz zwischen dem nominalen Grenzpegel und dem zur Eliminierung des Skalenfehlerausgangssignals erforderlichen Pegel ist ein Maß des Skalenfehlers.
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine RGB-Anzeige eines transcodierten seriellen digitalen Videosignals zur Verfügung, die zur Verwendung bei der Quantifizierung von Skalenfehlern in einem seriellen digitalen Videoeingangssignal verwendet wird, indem die aus dem seriellen digitalen Videosignal abgeleiteten RGB-Komponentensignale an die Anzeigeelektronik sowie an eine Skalenfehlerermittlungsschaltung übertragen werden, wobei das Ausmaß des Skalenfehlers entweder visuell anhand des Bildschirmrasters, und unter Verwendung von Spannungs- oder Ampitudencursorn, oder automatisch durch Einstellung von Skalenpegeln bis zur Eliminierung des Skalenfehlers bestimmt wird.

Claims

Verfahren zum Bestimmen von Farbskalenfehlern in einem digitalen seriellen Videosignal mit folgenden Schritten: Umwandeln des digitalen seriellen Videosignals in ein analoges RGB-Komponentensignal; Übertragen des analogen RGB-Komponentensignals an eine Wellenformanzeigevorrichtung zur Anzeige als individuelle RGB-Wellenformkomponenten; und Messen des Ausmaßes der Abweichung der Höchst- und Tiefstwerte von vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten, die eine Farbskala definieren, für jede RGB-Wellenformkomponente, wobei das Ausmaß der Abweichung für jede RGB-Wellenformkomponente ein Maß der Farbskalenfehler ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschritt folgende Schritte umfaßt: Vergleichen einer jeden RGB-Wellenformkomponente mit den vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten, die auf Standardfarbskalenpegel eingestellt sind, um festzustellen, welche RGB-Wellenformkomponente einen Farbskalenfehler hat; Einstellen des vorbestimmten Höchst- oder Tiefstwertes für die identifizierte RGB-Wellenformkomponente um ein vorbestimmtes Inkrement, wenn der Farbskalenfehler im Vergleichsschritt entdeckt wird; Wiederholen der Vergleichs- und Einstellschritte, bis die identifizierte RGB-Wellenformkomponente nicht mehr den Farbskalenfehler anzeigt; und Anzeigen der Differenz zwischen den vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten und den Standard-Farbskalenpegeln als Maß des Farbskalenfehlers.
Vorrichtung zum Bestimmen von Farbskalenfehlern in einem digitalen seriellen Videosignal, mit: einer Vorrichtung zum Umwandeln (12–18) des digitalen seriellen Videosignals in ein analoges RGB-Komponentensignal; einer Vorrichtung zum Übertragen (SW3) des analogen RGB-Komponentensignals an eine Wellenformanzeigevorrichtung zur Anzeige als individuelle RGB-Wellenformkomponenten; und einer Vorrichtung zum Messen (24), für jede RGB-Wellenformkomponente, des Ausmaßes der Abweichung der Höchst- und Tiefstwerte einer jeden RGB-Wellenformkomponente von vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten, die eine Farbskala definieren, wobei das Ausmaß der Abweichung für jede RGB-Wellenformkomponente ein Ausmaß der Farbskalenfehler ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung folgendes umfaßt: eine Vorrichtung zum Vergleichen (24) einer jeden RGB-Wellenformkomponente mit den vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten, die auf Standard-Farbskalenpegel eingestellt sind, um festzustellen, welche RGB-Wellenformkomponente einen Farbskalenfehler hat; eine Vorrichtung zum Einstellen (μP, 26) des vorbestimmten Höchst- oder Tiefstwertes für die identifizierte RGB-Wellenformkomponente, die den Farbskalenfehler hat, um ein vorbestimmtes Inkrement, bis die Vergleichsvorrichtung nicht mehr den Farbskalenfehler für die identifizierte RGB-Wellenformkomponente anzeigt; und eine Vorrichtung zum Bestimmen (μP) der Differenz zwischen den vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerten und den Standard-Farbskalenpegeln, wenn der Farbskalenfehler durch Einstellen der vorbestimmten Höchst- und Tiefstwerte zur Anzeige als Maß des Farbskalenpegels eliminiert ist.