EP1171867A1 - Verfahren und einrichtung zur überwachung der einstellung der phase bei flachbildschirmen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur überwachung der einstellung der phase bei flachbildschirmen

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Publication number
EP1171867A1
EP1171867A1 EP00929228A EP00929228A EP1171867A1 EP 1171867 A1 EP1171867 A1 EP 1171867A1 EP 00929228 A EP00929228 A EP 00929228A EP 00929228 A EP00929228 A EP 00929228A EP 1171867 A1 EP1171867 A1 EP 1171867A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phase
pixel
flag
flat screen
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00929228A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Von Hase
Albertus Soemantri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7902628&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1171867(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fujitsu Technology Solutions GmbH filed Critical Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority to EP07121516A priority Critical patent/EP1887556A3/de
Publication of EP1171867A1 publication Critical patent/EP1171867A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/003—Details of a display terminal, the details relating to the control arrangement of the display terminal and to the interfaces thereto
    • G09G5/006—Details of the interface to the display terminal
    • G09G5/008—Clock recovery
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/08—Arrangements within a display terminal for setting, manually or automatically, display parameters of the display terminal

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for monitoring the setting of the phase between the pixel clock of a graphics card and the sampling clock of a flat screen with an analog interface in a flat screen graphics card computer system.
  • a microprocessor takes over the general control of the flat screen.
  • This microprocessor is configured so that it can also recognize the video mode set on the computer. If the mode has already been set at the factory or by the user, the flat screen is operated with the saved settings for image position, sampling frequency and phase. If, however, the mode is one that has not yet been implemented in the microprocessor of the flat screen, the standard values for image position, sampling frequency and phase are used. These standard values are not satisfactory in all cases. The adjustment of the sampling clock and the phase have a direct impact on the image quality.
  • An optimal sampling frequency is given when the sampling of all pixels, for example, follows a line of a video signal in a stable or characteristic area of these pixels, for example in the middle of each pixel. Then the data conversion brings optimal results.
  • the image shown has no interference and is stable.
  • the optimal sampling frequency is equal to the pixel frequency. If an incorrect sampling frequency is set, for example if the sampling clock is too fast in comparison to the pixel clock, the pixels are initially scanned in the permissible range, i.e. in the middle between two edges, but the following pixels become more and more in the direction one edge until even the area between two pixels is scanned, which obviously leads to unsatisfactory image quality. In the area where the pixels are not scanned in an optimal, characteristic area, incorrect samples are derived. The picture then shows strong vertical interference. The greater the difference in frequency between the sampling clock and the pixel clock, the more areas with vertical interference are visible on the screen.
  • the image quality may suffer if the phase is not set correctly.
  • the reason is that the scanning takes place in an area of a pixel that is not ideally suited for the scanning, for example too close to the leading or trailing edge of a pixel.
  • This problem can be solved in that the phase, that is the sampling time, is shifted overall until the sampling takes place in a characteristic or permissible region of the pixels. If the phase is not set correctly, the picture quality on the entire screen is affected by noise signals. Many users are not aware of the relationship between sampling frequency and phase and image quality. If the picture is blurred, a defect is suspected and customer service is called. This leads to unnecessary costs.
  • the analog image signal comes from a computing unit in which the signal was generated digitally in accordance with a graphics standard, such as EGA or VGA, and was subsequently converted into analog form.
  • the method consists in that the analog image signal is subjected to an analog / digital conversion with a first selected sampling frequency, after which the sampled image is then examined for image interference in order to determine a corrected sampling frequency. Further measures relate to the determination of the optimal sampling phase and the determination of the exact position of the active image relative to the horizontal or vertical synchronization pulses.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for monitoring the phase setting in flat screens, thereby ensuring that the required phase setting is always carried out when such a setting is required.
  • the method according to the invention is characterized in that a flag is set when the phase of the flat screen has been set by the user, that the flag when the flat screen is switched on and / or when the video mode is switched on the computer and / or the graphics card is replaced and / or is queried when the computer is exchanged and that an indication is given or a phase setting is initiated if the query ascertains that the flag is not set.
  • the processor located in the flat screen will query the flag stored for the current mode. If the flag is set, which means that the flat screen has already been set to the system of the user, the further operation of the system would proceed as usual. If, on the other hand, the flag has not yet been set, the flat screen displays a reactive tion, and there is a corresponding display or an automatic setting of the phase is initiated.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the flag is deleted after a change in video mode on the computer and / or an exchange of the graphics card and / or an exchange of the computer.
  • the flags for all preset modes would have to be deleted, since the phase has not yet been set to the user's system.
  • This advantageous embodiment of the method according to the invention can be used not only in these cases, but also in the event of any changes to the system which necessitate a phase adjustment. The same applies, of course, to modes for which there is no default setting on the flat screen.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the flag is placed or deleted in a microprocessor in the flat screen, the display being advantageously output via the OSD. This means that the existing hardware is used and costs are saved.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that after the phase has been set and when a mode change has been detected, it is checked whether a line, but at least the first line, is above the image area and / or below the image area and / or a column, but at least the first column, of the front porch area and / or the back porch area is “black”, and that the flag is only set if the check has been positive. This makes it possible to check the phase setting made by the user and the user is informed if the phase setting made is not optimal.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that an automatic phase setting is initiated. In contrast to manual phase setting, automatic phase setting is advantageous for many less experienced users.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the rising edge of a video pulse of a sufficiently bright pixel is determined, that the falling edge of the video pulse is determined in a sufficiently bright pixel and that the phase is set so that the sampling time in about halfway between the rising and falling edges of a video pulse.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the rising flank of a video pulse of a sufficiently bright pixel is determined, and that the phase is set such that the sampling time is shifted approximately half a pixel width in the direction of the pixel center.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the falling flank of the video pulse is determined in a sufficiently bright pixel and that the phase is set such that the sampling time is shifted approximately half a pixel width in the direction of the pixel center .
  • the image area with the pixels on the flat screen being arranged in rows and columns between a back-porch area and a front-porch area is characterized in that the pixel is sufficiently bright for the determination of the a pixel in the first image column next to the back-porch area is selected on the rising flank and a pixel in the first image column next to the back-porch area is selected as a sufficiently bright pixel for determining the falling flank.
  • the method can be carried out particularly well if edges which are as pronounced as possible are evaluated or if adjacent areas or points have a very different brightness.
  • a point in the first or last image column is therefore particularly well suited, since in combination with the front or back porch area it fully meets the required conditions and can be found with relatively little effort.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the brightness of a plurality of pixels of the first or last image column is measured and the pixels with the greatest brightness m of the first or last image column for the determination the rising or falling edge of the video pulse can be selected. This ensures that pixels with sufficiently pronounced flanks are used for the measurement.
  • a search for suitable pixels is carried out efficiently and in a short time.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that, in order to determine the amplitude value of the pixel, the phase is shifted until the measured amplitude values no longer change significantly and that the amplitude value then determined is then processed further.
  • an advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the phase used in the determination of the amplitude value is advanced until the measured amplitude values are less than a predetermined limit value, for example less than 50% of the amplitude value, that the phase by half Dot width is delayed, and that the then measured amplitude value is processed further.
  • a predetermined limit value for example less than 50% of the amplitude value
  • the two last-mentioned embodiments of the method according to the invention are simple solutions for determining the brightness of the image point, as a prerequisite for determining the position of the rising and falling edge of the image point.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that, in order to determine the rising edge, the phase is shifted in the direction of the back-porch region until the measured amplitude value drops to a predetermined percentage, for example 50% of the previously determined amplitude value, and that this value of the phase is temporarily stored as the location of the rising edge.
  • an advantageous embodiment of the invention is characterized in that, in order to determine the falling edge, the phase is shifted in the direction of the front porch region until the measured amplitude value drops to a predetermined percentage, for example 50% of the previously determined amplitude value, and that this value of the phase is temporarily stored as the location of the falling edge.
  • a predetermined percentage for example 50% of the previously determined amplitude value
  • the device for monitoring the setting between the pixel clock of a graphics card and the sampling clock of a flat screen with an analog interface in a flat screen graphics card computer system characterized by a microprocessor, which is configured so that a flag is set when the phase of the flat screen has been set by the user, that the flag is queried when the flat screen is switched on or when the video mode is switched on the computer and / or when the graphics card is replaced and / or when the computer is replaced, and that a display is given or a setting is given the phase is initiated when the query determines that the flag is not set.
  • a microprocessor which is configured so that a flag is set when the phase of the flat screen has been set by the user, that the flag is queried when the flat screen is switched on or when the video mode is switched on the computer and / or when the graphics card is replaced and / or when the computer is replaced, and that a display is given or a setting is given the phase is initiated when the query determines that the flag is not set.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized by a device which determines the rising edge of a video pulse of a sufficiently bright pixel, for example in the first image column next to the back-porch area, a device which detects the falling edge of the video pulse in a sufficiently bright one Pixels determined in the last image column next to the front porch area, and an adjusting device with which the phase is set in such a way that the sampling time is approximately in the middle between the rising and the falling edge of a video pulse.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a flat screen that can be connected to the graphics card of a computer system via an analog interface
  • FIGS. 2A and 2B show schematic representations of video signals
  • Figure 3 is a schematic representation of the rising and falling edge of pixels of a video signal.
  • Figures 4A and 4B schematically show two ideal video signals and the effect of the position of the sampling pulse in relation to the video signal.
  • FIG. 1 shows a control circuit for a flat screen that can be connected via an analog interface, the function of which will be explained in more detail below on the basis of the various input signals and their processing.
  • the input of the control circuit is on the one hand the video signal consisting of the three color signals R, G, B and on the other hand the two synchronization signals H-sync and V-sync for horizontal and vertical picture synchronization.
  • H-sync and V-sync are transmitted digitally, the signal voltage being 0 V and> 3 V, respectively.
  • V-sync signals that the first line of an image is being transmitted. This signal thus corresponds to the refresh rate and is typically in the range between 60 and 85 Hz.
  • H-sync signals that a new image line is being transmitted. This signal corresponds to the line frequency and is usually around 60 kHz.
  • the video signal consisting of the color signals R, G, B is an analog signal.
  • the signal voltage is in the range of 0 V and 0.7 V.
  • the pixel clock i.e. the frequency with which the value of this voltage can change is 80 MHz. Since a certain number of pixels are transmitted per picture line, the pixel clock is higher than the line frequency (H-sync) by the number of these points.
  • the three color signals R, B, G of the video signal are each fed to an analog-digital converter ADCR, ADCG and ADCB via a video amplifier VA.
  • the two synchronization signals H-sync and V-sync are in separate circuits
  • HSy, VSy prepared in such a way that the signal edges consumed by the transmission and by various EMC measures are refreshed again.
  • These synchronization signals H-sync or V-sync which have been prepared to this extent, are then fed to a microprocessor ⁇ P.
  • This microprocessor ⁇ P measures their frequency and uses this to determine the resolution set on the graphics card of the computer system.
  • the data stored in each case for the resolution are then sent to a phase locked loop PLL and, in parallel, to a logic circuit implemented in the form of an ASIC
  • phase locked loop PLL multiplies the frequency of the synchronization signal H-sync by the value transferred to it by the microprocessor ⁇ P. In this way, the sampling frequency (pixel clock) is obtained. Due to a delay time caused in the phase locked loop PLL, there is a phase difference between the pixel clock and the sampling frequency. These two parameters can be influenced via the OSD display on the screen.
  • the sampling frequency obtained in the phase locked loop is also fed to the three analog / digital converters ADCR, ADCG, ACDB. These convert the analog data stream into a digital data stream.
  • the digitized data are finally processed in the subsequent logic circuit ASIC with the aid of the data contained in a video memory VM.
  • the video memory VM is often used to achieve a time decoupling between the data coming and the data to be transmitted to the flat screen D.
  • the data stored in the video memory VM is also used for the interpolation of low resolutions.
  • a flag is set in the microprocessor of the flat screen as soon as the phase has been set by the user after a change m the flat panel graphics card calculator system has been made.
  • the values for the phase saved in the factory setting can only be standard values or suggested values that are overwritten by the user setting.
  • the microprocessor issues a message, for example via the OSD (on screen display) of the flat screen, and prompts the user to set the phase. Otherwise, an automatic phase setting can be initiated if the flag is missing.
  • a check is carried out on the phase setting carried out by the user, or a check is carried out on every mode change to determine whether the system has changed. This also determines whether the phase creation performed by the user is sufficient. This check determines whether the first line or the first lines above the image area or the first line or the first lines below the image area or the first column or the first columns next to the front porch area or the first column or the first columns next to the back porch area "black * is / smd. If the check determines that the corresponding lines are not "black”, the image is not correctly centered and an adjustment is required. Even if the image is centered but the phase is not set correctly, at least one of the checked columns or rows is not black, since part of the image information is visible from the adjacent column / row of the image area. Adjustment of the phase is also necessary here.
  • FIGS. 2A and 2B From the representations of FIGS. 2A and 2B it can first be seen that the phase of the sampling of the video signal plays a major role in the picture quality, and that the phase in many cases with different video signals must be at correspondingly different locations.
  • 2A shows a fast video signal with overshoot, the area of the sampling between the rising and the falling edge of the video signal being relatively narrow and being shifted in the direction of the falling edge.
  • FIG. 2B shows an inert video signal without flooding, the area for the sampling between the rising
  • Flank and the falling flank is relatively wide and essentially centered.
  • there are phase positions for example on the right edge in the area of the falling edge in the case of the carrying video signal, in which the measured amplitude values are no longer usable in the case of the carrying video signal, while at the same phase position in the fast one Video signal still usable amplitude values can be measured.
  • the ideal phase position lies approximately m in the middle between the rising and falling edge of the video signal and must also be set to this value. This is why setting the phase depending on the system is so important.
  • edges of the video signals are used to determine the phase position. In order to be able to determine an edge, it is an advantage if this is as strong as possible. This is the case if the signal in front of the flank is as low as possible and strong behind the flank, or vice versa.
  • the first requirement is ideally met by the scanning gap in the back and front porch area, the second by a bright pixel. A bright pixel at the beginning of a line is therefore very suitable for the rising edge, one at the end of a line to determine the falling edge.
  • flanks of two different points which may be located on different image lines, because the pixel and sampling clock are known and can be taken into account accordingly.
  • the selected pixels should have a sufficiently high intensity in at least one basic color (RGB) so that a flank with a sufficiently large amplitude is found.
  • any combination of a light and a dark pixel which can be anywhere in the video signal, is suitable for determining the edges.
  • the combination of the front / back porch area and a bright image point m in the first / last image column can be used to determine the desired edges.
  • a search of the entire image content for two suitable pairs of points is then omitted.
  • the ideal range for the sampling of the video signal is that which largely corresponds to the target and actual value of the signal.
  • Figures 4A and 4B illustrate the difficulties in detecting the edges. Dashed lines are inserted into the ideal video signals, which represent the desired sampling time. The hatched area represents the area actually scanned by the jitter in various measurements.
  • the average would be approximately 80% in the first case. This averaged value could be incorrectly interpreted as being on the rising edge, precisely at the point where it reached 80% of the amplitude. However, this is not the case. In the second case, the statement would be 50%, which is more true.
  • the rising edge and the falling edge are determined as follows, the following steps being carried out.
  • the actual value can be the amplitude be higher. Determine the actual value of the amplitude by measuring at a suitable sampling time, by delaying the phase until the measured amplitude values no longer increase or by first advancing the phase until the measured amplitude values are very low and this value is Phase that marks the beginning of the edge is still delayed by half the pixel width.
  • the sampling time can also be determined by determining the rising edge of a video pulse of a sufficiently bright pixel and by setting the phase so that the sampling time m is shifted towards the center of the pixel by about half the width of the pixel, or alternatively the falling one Edge of the video pulse is determined in a sufficiently bright pixel, and that the phase is set so that the sampling time m about half a pixel width in the direction of the pixel center. Then steps 1 to 5 described above are simplified accordingly.
  • the ideal sampling time lies exactly between the two edges.
  • the hardware embodiment of the invention comprises a device that determines the rising edge of a video pulse of a sufficiently bright pixel, a device that determines the falling edge of the video pulse in a sufficiently bright pixel, a setting device with which the phase is adjusted so that the Sampling time is placed approximately in the middle between the rising and falling edges of a video pulse, and a device for shifting the phase for determining the sample value of the pixel until the measured amplitude values no longer differ significantly, the sample value then determined further is processed.
  • Determination of the sample value uses phase until the measured amplitude values are less than a predetermined limit value, for example less than 50% of the sample value and by a device which then delays the phase by half a pixel width, the sample value then measured being processed further.
  • a predetermined limit value for example less than 50% of the sample value and by a device which then delays the phase by half a pixel width, the sample value then measured being processed further.
  • a device which shifts the phase for determining the rising edge in the direction of the back-porch area until the measured amplitude value drops to a predetermined percentage, for example 50% of the previously determined amplitude value, this value being the Phase is temporarily stored as the location of the rising edge, and a device is provided which pushes the phase for determining the falling edge in the direction of the front porch area until the measured amplitude value drops to a predetermined percentage, for example 50% of the previously determined amplitude value , this value of the phase being temporarily stored as the location of the falling edge.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung der Einstellung der Phase zwischen dem Pixeltakt einer Grafikkarte und dem Abtasttakt eines Flachbildschirmes mit einer analogen Schnittstelle in einem Flachbildschirm-Grafikkarte-Rechner-System. Dabei wird ein Merker gesetzt, wenn die Phase des Flachbildschirmes benutzerseitig eingestellt wurde. Der Merker wird beim Einschalten des Flachbildschirmes oder beim Umschalten des Videomodus am Rechner und/oder dem Austausch der Grafikkarte und/oder beim Austausch des Rechners abgefragt und es wird eine Anzeige gegeben oder eine Einstellung der Phase eingeleitet, wenn bei der Abfrage festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist.

Description

Beschreibung
Verfahren und Einrichtung zur Überwachung der Einstellung der Phase bei Flachbildschirmen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung der Einstellung der Phase zwischen dem Pixeltakt einer Grafikkarte und dem Abtasttakt eines Flachbildschirmes mit einer analogen Schnittstelle in einem Flachbildschirm- Grafikkarte-Rechner-System.
Flachbildschirme mit einer analogen Schnittstelle müssen an die Grafikkarte des angeschlossenen Rechners angepaßt werden. Sind Phase oder Abtastfrequenz falsch eingestellt, erscheint das Bild unscharf und mit Interferenzen.
Während für Standardmodi die Werte für Bildlage, das heißt rechts-links und oben-unten Einstellung, und Abtastfrequenz als voreingestellte Werte definiert werden können, ist dies für die Phase nicht möglich, da die Phase von der verwendeten Grafikkarte und auch von der Videoleitung abhängt.
Bei Flachbildschirmen nach dem Stand der Technik ist gewöhnlich ein Mikroprozessor vorgesehen, der die allgemeine Steue- rung des Flachbildschirmes übernimmt. Dieser Mikroprozessor ist so konfiguriert, daß er auch den am Rechner eingestellten Videomodus erkennen kann. Wenn der Modus bereits fabrikseitig oder durch den Benutzer eingestellt worden ist, wird der Flachbildschirm mit den gespeicherten Einstellungen für Bild- läge, Abtastfrequenz und Phase betrieben. Handelt es sich bei dem Modus hingegen um einen solchen, der in dem Mikroprozessor des Flachbildschirmes noch nicht implementiert ist, so werden Standardwert für Bildlage, Abtastfrequenz und Phase genommen. Diese Standardwerte sind nicht in allen Fällen be- friedigend. Die Einstellung des Abtasttaktes und der Phase haben eine unmittelbare Auswirkung auf die Bildqualität. Eine optimale Abtastfrequenz ist dann gegeben, wenn die Abtastung sämtlicher Pixel beispielsweise einer Zeile eines Videosignals in einem stabilen oder charakteristischen Bereich dieser Pixel, beispielsweise in der Mitte jedes Pixels folgt. Dann bringt die Datenumsetzung optimale Resultate. Das gezeigte Bild hat keine Interferenzen und ist stabil. Mit anderen Worten ist die optimale Abtastfrequenz gleich der Pixelfrequenz. Wenn eine falsche Abtastfrequenz eingestellt ist, beispielsweise wenn der Abtasttakt im Vergleich zu dem Pixeltakt zu schnell ist, werden die Pixel anfänglich in dem zulässigen Bereich, das heißt in der Mitte zwischen zwei Flanken, abgetastet, die nach olgenden Pixel werden jedoch immer mehr in Richtung ei- ner Flanke abgetastet bis sogar der Bereich zwischen zwei Pixel abgetastet wird, was offensichtlich zu einer unbefriedigenden Bildqualität führt. In dem Bereich, wo die Pixel nicht in einem optimalen, charakteristischen Bereich abgetastet werden, werden falsche Abtastwerte abgeleitet. Das Bild zeigt dann eine starke vertikale Interferenz. Je größer der Unterschied in der Frequenz zwischen dem Abtasttakt und dem Pixel- takt ist, desto mehr Bereiche mit vertikaler Interferenz sind auf dem Bildschirm sichtbar.
Jedoch auch in den Fällen, in denen der Abtasttakt identisch mit dem Pixeltakt ist, kann die Bildqualität leiden, wenn die Phase nicht richtig eingestellt ist. Der Grund besteht darin, daß die Abtastung in einem für die Abtastung nicht ideal geeigneten Bereich eines Pixels stattfindet, beispielsweise zu nahe an der vorderen oder hinteren Flanke eines Pixels. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß die Phase, das heißt der Abtastzeitpunkt, insgesamt verschoben wird, bis die Abtastung in einem charakteristischem oder zulässigem Bereich der Pixel erfolgt. Wenn die Phase nicht korrekt eingestellt ist, ist die Bildqualität auf dem gesamten Bildschirm durch Rauschsignale beeinträchtigt. Vielen Anwendern ist der Zusammenhang von Abtastfrequenz und Phase zur Bildqualität nicht bekannt. Bei einem unscharfen Bild wird ein Defekt vermutet und der Kundendienst in Anspruch genommen. Dies führt zu unnötigen Kosten. Hinweise im Handbuch beziehungsweise auf der Verpackung des Bildschirmes werden von vielen Anwendern übersehen. Weiter ist einigen Anwendern nicht bewußt, daß jede verwendete Auflösung, die zu einer Grafikkarte eingestellt wird, einen eigenen Abgleich erfordert. Ist die Bildqualität aus den vorstehend genannten Gründen unbefriedigend, so wird im günstigsten Fall der Kundendienst beziehungsweise die Hotline des Herstellers kontaktiert, worauf der Benutzer auf den durchzuführenden Abgleich der Phase hingewiesen wird. In einigen Fällen werden jedoch einwandfreie Monitore als Garantiefall eingeschickt, obwohl nur die Phase korrekt eingestellt werden müßte.
Aus der DE 39 14 249 AI ist ein Verfahren zur Rückgewinnung aus einem mit einem unbekannten Takt erzeugten Eingangssignal bekannt, bei dem das Eingangssignal mit einem Vergleichstakt in verschiedenen Phasenlagen digitalisiert wird. Aus dem Verlauf der Phasenlage (Eingangssignal zu Vergleichstakt) wird die Differenz von der Taktfrequenz des Eingangssignals und des Vergleichstaktes ermittelt und die Frequenz des Vergleichstaktes entsprechend korrigiert.
In der DE 19 751 719 AI ist ein Signalverarbeitungsverfahren für ein analoges Bildsignal beschrieben. Dabei stammt das analoge Bildsignal von einer Recheneinheit, in der das Signal entsprechend eines Grafikstandards, wie z.B. EGA oder VGA, digital erzeugt wurde und anschließend in analoge Form umgewandelt wurde. Das Verfahren besteht darin, daß das analoge Bildsignal einer Analog/Digital-Wandlung mit einer ersten gewählten Abtastfrequenz unterzogen wird, wonach dann das abgetastete Bild auf Bildstörungen hin untersucht wird, um eine korrigierte Abtastfrequenz zu ermitteln. Weitere Maßnahmen betreffen die Ermittlung der optimalen Abtastphase und die Ermittlung der genauen Position des aktiven Bildes relativ zu den horizontalen bzw. vertikalen Synchronisationsimpulsen.
Im Hinblick darauf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung der Einstellung der Phase bei Flachbildschirmen bereitzustellen, wodurch sichergestellt wird, daß die erforderliche Einstellung der Phase immer dann vorgenommen wird, wenn eine derartige Einstellung erforderlich wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß ein Merker gesetzt wird, wenn die Phase des Flachbilschirmes benutzerseitig eingestellt wurde, daß der Merker beim Einschalten des Flachbildschirmes und/oder beim Umschalten des Videomodus am Rechner und/oder dem Austausch der Grafikkarte und/oder beim Austausch des Rechners abgefragt wird und daß eine Anzeige gegeben oder eine Einstellung der Phase eingeleitet wird, wenn bei der Ab- frage festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist.
Mit anderen Worten wird außer den bereits zu jedem Modus gespeicherten Einstellungen noch ein Merker eingefügt, der gesetzt wird, sobald die Phase durch den Benutzer eingestellt worden ist. Damit wird der Benutzer nicht nur durch Handbü- eher und sonstiges Begleitmaterial auf die Notwendigkeit der Phaseneinstellung hingewiesen, sondern er wird sozusagen jedesmal dann gezwungen, die Phaseneinstellung vorzunehmen, wenn dies erforderlich ist.
Wird der Flachbildschirm eingeschaltet, beziehungsweise der Videomodus des Rechners umgeschaltet, wird der in dem Flachbildschirm befindliche Prozessor den zum aktuellen Modus gespeicherten Merker abfragen. Ist der Merker gesetzt, das heißt, daß der Flachbildschirm bereits auf das System des Be- nutzers eingestellt worden ist, würde die weitere Bedienung des Systems wie gewohnt ablaufen. Wenn der Merker hingegen noch nicht gesetzt ist, zeigt der Flachbildschirm eine Reak- tion, und es erfolgt eine entsprechende Anzeige oder eine automatische Einstellung der Phase wird eingeleitet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Merker nach einer Änderung im Videomodus am Rechner und/oder einem Austausch der Grafikkarte und/oder einem Austausch des Rechners gelöscht wird. Bei fabrikneuen Monitoren müßten die Merker für alle voreingestellten Modi gelöscht sein, da die Phase noch nicht auf das System des Benutzers eingestellt wurde. Nicht nur in diesen Fällen, sondern auch bei jeglicher Veränderung des System, die einen Phasenabgleich erforderlich machen, können durch diese vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfaßt werden. Gleiches gilt selbstver- ständlich auch für Modi, für die es im Flachbildschirm noch keine Voreinstellung gibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Merker in ei- ne Mikroprozessor in dem Flachbildschirm gesetzt beziehungsweise gelöscht wird, wobei in vorteilhafter Weise die Anzeige über das OSD ausgegeben wird. Dadurch wird die vorhandene Hardware ausgenutzt, und es werden Kosten gespart.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Einstellung der Phase und beim Erkennen eines Modus-Wechsels überprüft wird, ob eine Zeile, mindestens jedoch die erste Zeile, oberhalb des Bildbereiches und/oder unterhalb des Bildberei- ches und/oder eine Spalte, mindestens jedoch die erste Spalte, des Front-Porch-Bereiches und/oder des Back-Porch- Bereiches „schwarz* ist, und daß der Merker nur dann gesetzt wird, wenn die Überprüfung positiv verlaufen ist. Damit ist eine Überprüfung der durch den Anwender vorgenommenen Phasen- einstellung möglich, und der Anwender erhält einen Hinweis, wenn die vorgenommene Phaseneinstellung nicht optimal ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Einstellung der Phase eingeleitet wird. Im Gegensatz zu der Einstellung der Phase von Hand ist eine automatische Phasen- einstellung für viele nicht so erfahrene Benutzer vorteilhaft.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die steigende Flanke ei- nes Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes ermittelt wird, daß die abfallende Flanke des Videoimpulses im einem ausreichend hellen Bildpunkt ermittelt wird und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa in der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke eines Videoimpulses gelegt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes ermit- telt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa um eine halbe Bildpunktbreite in Richtung Pixelmitte verschoben wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens ist dadurch gekennzeichnet, daß die fallende Flanke des Videoimpulses im einem ausreichend hellen Bildpunkt ermittelt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa in etwa um eine halbe Bildpunktbreite in Richtung Pixelmitte verschoben wird.
Während die Bildlage- und die Abtastfrequenzen relativ einfach durch einen Algorithmus ermittelt werden und entsprechend eingestellt werden können, ist die Phasenlage schwieriger zu ermitteln. Die drei zuletzt genannten Ausführungsbei- spiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind einfache und befriedigende Verfahren zur Einstellung der Phasen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens, wobei der Bildbereich mit den Bildpunkten auf dem Flachbildschir in Zeilen und Spalten zwischen einem Back- Porch-Bereich und einem Front-Porch-Bereich angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß als ausreichend heller Bildpunkt für die Ermittlung der steigenden Flanke ein Bildpunkt m der ersten Bildspalte neben dem Back-Porch-Bereich und als ausreichend heller Bildpunkt für die Ermittlung der fallenden Flanke ein Bildpunkt in der ersten Bildspalte neben dem Back- Porch-Bereich ausgewalt wird. Das Verfahren laßt sich besonders gut ausfuhren, wenn möglichst stark ausgeprägte Flanken ausgewertet werden beziehungsweise wenn nebenemanderliegende Bereiche oder Punkte eine stark unterschiedliche Helligkeit haben. Daher eignet sich ein Punkt in der ersten beziehungs- weise letzten Bildspalte besonders gut, da er m Kombination mit dem Front- beziehungsweise Back-Porch-Bereich den geforderten Bedingungen voll genügt und mit relativ geringem Aufwand gefunden werden kann.
Bei einer automatischen Phasenlagenemstellung werden bei bisherigen Flachbildschirmen mit analoger Schnittstelle meistens spezielle Testmuster mit abwechselnd weißen und schwarzen Bildpunkten benotigt, wobei das Testmuster von der Grafikkarte dargestellt werden muß. Dies hat den Nachteil, daß eine Software auf dem Rechner installiert und gestartet werden muß, und daß desweiteren diese Software für alle gangigen Betriebssysteme verfugbar sein muß. Demgegen ber hat die vorstehend beschriebene, vorteilhafte Ausgestaltung des erfin- dungsgemaßen Verfahrens den Vorteil, daß kein derartiges Testmuster und keine entsprechende Software erforderlich sind, um die automatische Phaseneinstellung durchzufuhren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit mehrerer Bildpunkte der ersten beziehungsweise der letzten Bildspalte gemessen und die Bildpunkte mit der größten Helligkeit m der ersten beziehungsweise letzten Bildspalte für die Bestimmung der steigenden beziehungsweise fallenden Flanke des Videoimpulses ausgewählt werden. So wird sichergestellt, daß Bildpunkte mit ausreichend ausgeprägten Flanken für die Messung verwendet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Bildpunkte (n x k) mit n = 1,2,.... N und k = Konstante, beispielsweise 10, gemessen werden, und daß, wenn kein ausreichend heller Bildpunkt gefunden wurde, die Bildpunkte (n + m) x k mit m = 1,2,.... N gemessen werden, bis ein ausreichend heller Bildpunkt gefunden ist. Dadurch wird eine Suche nach geeigneten Bildpunkten effizient und in kurzer Zeit durchgeführt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Amplitudenwertes des Bildpunktes die Phase verschoben wird, bis die gemessenen Amplitudenwerte sich nicht mehr signifikant verändern und daß der dann ermittelte Amplitudenwert dann weiter verarbeitet wird.
Alternativ ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Ermittlung des Amplitudenwertes verwendete Phase soweit vorgezogen wird, bis die gemessenen Amplitudenwerte kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, beispielsweise kleiner als 50 % des Amplitudenwertes, sind, daß die Phase um eine halbe Punktbreite verzögert wird, und daß der dann gemessene Amplitudenwert weiter verarbeitet wird.
Die beiden zuletzt genannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind einfache Lösungen, um die Helligkeit des Bildpunktes zu ermitteln, als Voraussetzung für die Ermittlung der Lage der steigenden und der fallenden Flanke des Bildpunktes. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der steigenden Flanke die Phase soweit in Richtung Back-Porch-Bereich verschoben wird, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgegebenen Prozentsatz, beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt, und daß dieser Wert der Phase als Ort der steigenden Flanke zwischengespeichert wird. Desweiteren ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der fallenden Flanke die Phase soweit in Richtung des Front-Porch-Bereiches verschoben wird, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgebenen Prozentsatz, beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt und daß dieser Wert der Phase als Ort der fallenden Flanke zwischengespeichert wird. Auf diese Art und Weise werden die steigende und fallende Flanke von zwei Bildpunkten in einfacher Weise ermittelt, und die Phase kann dann so hoch eingestellt werden, daß sie zwischen der steigenden und der fallenden Flanke in etwa in der Mitte eines Bildpunktes liegt.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist die Einrichtung zur Überwachung der Einstellung zwischen dem Pixeltakt einer Grafikkarte und dem Abtasttakt eines Flachbildschirmes mit einer analogen Schnittstelle in einem Flachbildschirm-Grafikkarte- Rechner-System, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor, der so konfiguriert ist, daß ein Merker gesetzt wird, wenn die Phase des Flachbildschirmes benutzerseitig eingestellt wurde, daß der Merker beim Einschalten des Flachbildschirmes oder beim Umschalten des Videomodus am Rechner und/oder dem Austausch der Grafikkarte und/oder beim Austausch des Rechners abgefragt wird und daß eine Anzeige gegeben oder eine Einstellung der Phase eingeleitet wird, wenn bei der Abfrage festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist. Die Einfachheit der Einrichtung zeigt, daß die Erfindung mit ein- fachsten Mitteln und sehr effektiv umgesetzt werden kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes beispielsweise in der ersten Bildspalte neben dem Back-Porch-Bereich ermittelt, einer Einrichtung, die die abfallende Flanke des Videoimpulses in einem ausreichend hellen Bildpunkt in der letzten Bildspalte neben dem Front-Porch-Bereich ermittelt, und eine Einsteileinrichtung, mit der die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeit- punkt in etwa in der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke eines Videoimpules gelegt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung sind aus den restlichen Unteransprüchen ersichtlich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines über eine analoge Schnittstelle an die Grafikkarte eines Rechnersystems anschließbaren Flachbildschirms;
Figuren 2A und 2B schematische Darstellungen von Videosigna- len;
Figur 3 eine schematische Darstellung der steigenden und fallenden Flanke von Bildpunkten eines Videosignals; und
Figuren 4A und 4B schematisch zwei ideale Videosignale und die Auswirkung der Lage des Abtastimpulses in Relation zu dem Videosignal .
Die Figur 1 zeigt eine Steuerschaltung für einen über eine analoge Schnittstelle anschließbaren Flachbildschirm, deren Funktion im folgenden anhand der verschiedenen Eingangssignale und deren Aufbereitung näher erläutert werden soll. Am Eingang der Steuerschaltung liegen einerseits das aus den drei Farbsignalen R, G, B bestehende Videosignal und andererseits die beiden Synchronisierungssignale H-sync und V-sync für die horizontale und vertikale Bildsynchronisation. H-sync und V-sync werden digital übertragen, wobei die Signalspannung 0 V bzw. > 3 V betragt. V-sync signalisiert, daß die erste Zeile eines Bildes übertragen wird. Dieses Signal entspricht also der Bildwiederholfrequenz und liegt typischerweise im Bereich zwischen 60 und 85 Hz. H-sync signalisiert, daß eine neue Bildzeile übertragen wird. Dieses Signal entspricht der Zeilenfrequenz und liegt üblicherweise bei 60 kHz.
Das aus den Farbsignalen R, G, B bestehende Videosignal ist ein analoges Signal. Die Signalspannung liegt im Bereich von 0 V und 0,7 V. Der Pixeltakt, d.h. die Frequenz mit dem sich der Wert dieser Spannung andern kann, liegt bei 80 MHz. Da pro Bildzeile eine gewisse Anzahl von Bildpunkten übertragen wird, ist der Pixeltakt um die Anzahl dieser Punkte hoher als die Zeilenfrequenz (H-sync) .
Die drei Farbsignale R, B, G des Videosignals werden über einen Videoverstärker VA jeweils einem Analog-Digital-Wandler ADCR, ADCG und ADCB zugeführt. Die beiden Synchronisierungs- Signale H-sync und V-sync werden in getrennten Schaltungen
HSy, VSy dahingehend aufbereitet, dass die durch die Übertragung und durch verschiedene EMV-Maßnahmen verschilffenen Signalflanken wieder aufgefrischt werden. Diese insoweit aufbereiteten Synchronisierungssignale H-sync bzw. V-sync werden anschließend einem Mikroprozessor μP zugeführt. Dieser Mikroprozessor μP mißt deren Frequenz und ermittelt daraus die m der Grafikkarte des Rechnersystems eingestellte Auflosung. Die zu der Auflosung jeweils gespeicherten Daten werden anschließend an einen Phasenregelkreis PLL sowie parallel dazu an eine m Form eines ASIC realisierte Logikschaltung zur
Aufbereitung und Verarbeitung der digitalen Daten übergeben. Der Phasenregelkreis PLL multipliziert die Frequenz des Syn- chronisierungssignals H-sync mit dem ihr vom Mikroprozessor μP ubergebenen Wert. Hierdurch wird die Abtastfrequenz (Pixeltakt) gewonnen. Aufgrund einer im Phasenregelkreis PLL verursachten Verzogerungszeit ergibt sich ein Phasenunterschied zwischen Pixeltakt und Abtastfrequenz. Diese beiden Parameter kann man über die OSD-Anzeige am Bildschirm beeinflussen. Die im Phasenregelkreis gewonnene Abtastfrequenz wird ausserdem den drei Analog/Digital-Wandlern ADCR, ADCG, ACDB zugeführt. Diese wandeln den analogen Datenstrom m einen digitalen Datenstrom um. Die digitalisierten Daten werden schließlich m der nachfolgenden Logikschaltung ASIC mit Hilfe der m einem Videospeicher VM enthaltenen Daten weiterverarbeitet. Wahrend die Daten im einfachsten Fall 1 : 1 an den an die Logikschaltung ASIC anschließbaren Flachbildschirm übertragen werden, wird der Videospeicher VM oft benutzt, um eine zeitliche Entkopplung zwischen den kommenden und den an den Flachbildschirm D zu übertragenden Daten zu erreichen. Für die Interpolation niedriger Auflosungen wird ebenfalls auf die im Videospeicher VM abgelegten Daten zurückgegriffen.
Wie bereits eingangs erwähnt wurde, wird zusatzlich zu den Einstellungen der Bildlage, der Abtastfrequenz und der Phase in dem Mikroprozessor des Flachbildschirmes ein Merker ge- setzt, sobald die Phase durch den Benutzer eingestellt worden ist, nachdem eine in Bezug auf die Phase wirksame Änderung m dem Flachbildschirm-Grafikkarte-Rechner-System vorgenommen worden ist. Die bei der Werksemstellung gespeicherten Werte für die Phase können nur Standardwerte oder vorgeschlagene Werte sein, die durch die benutzerseitige Einstellung überschrieben werden.
Bei fabrikneuen Flachbildschirmen müssen die Merker für alle voreingestellten Modi geloscht sein. Auch bei einer Änderung m der Grafikkarte oder m der Rechnereinstellung muß die Phase neu eingestellt werden, das heißt der entsprechende Merker muß geloscht werden, damit der Benutzer bei der nach- sten Inbetriebnahme des Flachbildschirmes auf die notwendige Einstellung hingewiesen wird. Das gleiche gilt selbstverständlich auch für Modi, für die es im Flachbildschirm noch keine Voreinstellung gibt.
Wenn jedenfalls kein Merker gesetzt ist und der Flachbild- schirm eingeschaltet wird, gibt der Mikroprozessor eine Meldung, beispielsweise über das OSD (on screen display) des Flachbildschirmes angezeigt wird und dem Benutzer zu einer Phasenemstellung auffordert. Andernfalls kann bei Fehlen des Merkers eine automatische Phasenemstellung eingeleitet werden.
Bei einer bevorzugten Ausfu rungsform der Erfindung wird eine Überprüfung der von dem Anwender vorgenommenen Phasenemstellung durchgeführt beziehungsweise bei jedem Moduswechsel geprüft, ob sich das System geändert hat. So wird auch festgestellt, ob die von dem Anwender durchgeführte Phasenemstellung ausreichend ist. Bei dieser Überprüfung wird festge- stellt, ob die erste Zeile oder die ersten Zeilen oberhalb des Bildbereiches oder die erste Zeile oder die ersten Zeilen unter dem Bildbereich oder die erste Spalte oder die ersten Spalten neben dem Front-Porch-Bereich oder die erste Spalte oder die ersten Spalten neben dem Back-Porch-Bereich „schwarz* ist/smd. Wenn bei der Überprüfung festgestellt wird, daß die entsprechenden Zeilen nicht „schwarz* sind, ist das Bild nicht korrekt zentriert, und es ist eine Justage erforderlich. Selbst wenn das Bild zentriert ist, die Phase aber nicht richtig eingestellt ist, ist wenigstens eine der überprüften Spalten beziehungsweise Zeile nicht schwarz, da ein Teil der Bildmformation aus der angrenzenden Spalte/Zeile des Bildbereiches sichtbar wird. Auch hier ist dann eine Justage der Phase notwendig.
Schließlich ist zu beachten, daß bei der Erfindung alle Falle erfaßt werden können, bei denen eine Nachemstellung der Phase erforderlich ist, und zwar auch der Fall, daß der Flach- bildschirm mit der gleichen Auflosung an einer anderen Grafikkarte beziehungsweise einem anderen Rechner betrieben wird.
Aus den Darstellungen der Figuren 2A und 2B ist zunächst zu ersehen, daß die Phase der Abtastung des Videosignals eine große Rolle bei der Bildqualitat spielt, und daß die Phase m vielen Fallen bei unterschiedlichen Videosignalen an entsprechend unterschiedlichen Stellen liegen muß. So zeigt Figur 2A ein schnelles Videosignal mit Uberschw ger, wobei der Bereich der Abtastung zwischen der steigenden und der fallenden Flanke des Videosignals verhältnismäßig schmal ist und m Richtung zur fallenden Flanke verschoben ist. Demgegenüber zeigt Figur 2B e n träges Videosignal ohne Uberschwmger, wo- bei der Bereich für die Abtastung zwischen der steigenden
Flanke und der fallenden Flanke relativ breit und im wesentlichen zentriert ist. Bei Betrachtung der beiden Signale ist ersichtlich, daß es Phasenlagen gibt, beispielsweise am rechten Rand im Bereich der fallenden Flanke bei dem tragen Vi- deosignal, bei denen die gemessenen Amplitudenwerte bei dem tragen Videosignal nicht mehr brauchbar sind, wahrend bei derselben Phasenlage bei dem schnellen Videosignal noch brauchbare Amplitudenwerte gemessen werden. Andererseits ist ersichtlich, daß die ideale Phasenlage etwa m der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke des Videosi- gnales liegt und auch auf diesen Wert eingestellt werden muß. Daher ist die Einstellung der Phase in Abhängigkeit von dem jeweiligen System so wichtig.
Wie bereits erwähnt wurde, ist die automatische Phasenemstellung problematischer als die Einstellungen der übrigen Parameter. Anhand der weiteren Figuren wird nun beschrieben, wie eine derartige automatische Einstellung vorgenommen werden kann.
Es wird bei der Ermittlung der Phasenlage von den Flanken der Videosignale ausgegangen. Um eine Flanke ermitteln zu können, ist es von Vorteil wenn diese möglichst stark ausgeprägt ist. Dies ist der Fall, wenn das Signal vor der Flanke möglichst gering und hinter der Flanke stark ausgeprägt ist, oder umgekehrt. Die erste Forderung wird durch die Abtastlucke Back- und Front-Porch-Bereich ideal erfüllt, die zweite durch einen hellen Bildpunkt. Ein heller Bildpunkt am Anfang einer Zeile eignet sich demnach sehr gut um die steigende, einer am Ende einer Zeile, um die fallende Flanke zu ermitteln.
Daß es sich dabei um Flanken zweier unterschiedlicher Punkte handelt, die sich womöglich auf unterschiedlichen Bildzeilen befinden, ist unerheblich, weil der Pixel- und Abtasttakt bekannt ist und entsprechend berücksichtigt werden kann. Die gewählten Bildpunkte sollten m mindestens einer Grundfarbe (RGB) eine ausreichend hohe Intensität aufweisen, damit eine in ihrer Amplitude ausreichend große Flanke vorgefunden wird.
Grundsatzlich eignet sich jede Kombination aus einem hellen und einem dunklen Bildpunkt, die an beliebiger Stelle im Vi- deosignal liegen können, um die Flanken zu ermitteln. In dem meisten Fallen kann durch die Kombination aus Front/Back- Porch-Bereich und einem hellen Bildpunkt m der ersten/letzten Bildspalte die gesuchten Flanken ermittelt werden. Ein Durchsuchen des gesamten Bildmhaltes nach zwei geeigneten Punktepaaren entfallt dann.
Wie bereits weiter oben verdeutlicht, ist der ideale Bereich für die Abtastung des Videosignals derjenige, m dem Soll und Ist-Wert des Signals weitgehend übereinstimmen. Die Messung der Amplitude des Videosignales im Bereich der Flanke ist jedoch schwer möglich. Der Grund hierfür liegt im Jitter des Videosignales und des Abtastimpulses. Ist dieser gegenüber der Anstiegs- bzw. Abfallzeit des Videosignals groß, kann durch Mittelung mehrerer Messungen die Flanke zwar gefunden werden, eine Aussage über die Amplitude der Flanke an der gemessenen Stelle kann jedoch nicht getroffen werden. Die Figuren 4A und 4B verdeutlichen die Schwierigkeiten bei der Erfassung der Flanken. In die idealen Videosignale sind gestrichelte Linien eingefügt, die den gewünschten Abtastzeitpunkt darstellen. Die schraffierte Fläche stellt den durch den Jitter bei verschiedenen Messungen tatsächlich abgetasteten Bereich dar. Würden die gemessenen Werte gemit- telt, ergibt sich im ersten Fall ein Durchschnittswert von ca. 80 % . Diesen gemittelten Wert könnte man fälschlicherweise so interpretieren, daß man sich auf der Anstiegsflanke be- findet und zwar genau auf der Stelle, an der diese 80 % der Amplitude erreicht hat. Dies ist jedoch nicht der Fall. Im zweiten Fall wäre die Aussage 50 %, was schon eher zutrifft.
Aus diesen Ergebnissen ist einsichtig, daß es wegen des Jit- ters kaum möglich sein wird, die Stelle der Flanke zu ermitteln, an der diese einen bestimmten Wert erreicht hat. Den kleinsten Fehler wird man meist dann machen, wenn man durch Mittelung der Meßwerte auf ca. 50 % des Sollwertes kommt. Selbstverständlich können auch andere Werte gesucht werden. Kleinere Werte haben beispielsweise den Vorteil, daß die tatsächliche Amplitude des Bildpunktes weniger genau ermittelt werden muß .
Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die Bildlage und die Abtastfrequenz bereits korrekt eingestellt sind. Zudem soll ein Zugriff auf die Daten der A/D Wandler möglich sein. Die steigende Flanke und die fallende Flanke werden wie folgt ermittelt, wobei folgende Schritte durchgeführt werden.
Steigende Flanke
1. Einen Punkt in der ersten Bildspalte suchen, der einen ausreichend hohen, möglichst maximalen R, G oder B Wert aufweist .
2. Da die Phase in 1. so voreingestellt gewesen sein könnte, daß die Messung fehlerhaft ist, kann der tatsächliche Wert der Amplitude hoher sein. Den tatsächlichen Wert der Amplitude durch eine Messung an geeignetem Abtastzeitpunkt ermitteln, indem die Phase verzögert wird, bis die gemessenen Amplitudenwerte nicht mehr weiter ansteigen oder indem die Pha- se zuerst so weit vorgezogen wird, bis die gemessenen Amplitudenwerte sehr niedrig sind und dieser Wert der Phase, der den Anfang der Flanke markiert, noch um die halbe Pixelbreite verzögert wird.
3. Die Phase so weit m Richtung Back-Porch verschieben, bis der über mehrere Messungen gemittelte Abtastwert auf ca. 50 % des m 2. ermittelten Wertes abfallt. Diesen Wert der Phase Zwischenspeichern, da sich hier die steigende Flanke befindet.
Fallende Flanke
4. Einen Punkt in der letzten Bildspalte suchen, der einen ausreichend hohen, möglichst maximalen R, G und B Wert auf- weist. Auch hier ist für jeden zu untersuchenden Bildpunkt eine einzige Messung ausreichend. Um möglichst genaue Meßwerte zu erhalten, sollte die Phase vor der Abtastung auf den m 2. gefundenen Wert eingestellt werden.
5. Die Phase so weit in Richtung Front-Porch verschieben, bis der gemittelte Abtastwert auf ca. 50 % des m 4. ermittelten Wertes abfallt. An diesem Punkt befindet sich die fallende Flanke.
Alternativ kann der Abtastzeitpunkt auch dadurch ermittelt werden , daß die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes ermittelt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt m etwa um eine halbe Bildpunktbreite in Richtung Pixelmitte verschoben wird, oder daß alternativ die fallende Flanke des Videoimpulses im einem ausreichend hellen Bildpunkt ermittelt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt m etwa in etwa um eine halbe Bildpunktbreite in Richtung Pixelmitte verschoben wird. Dann vereinfachen sich die oben beschriebenen Schritte 1 bis 5 entsprechend.
Der ideale Abtastzeitpunkt liegt theoretisch genau zwischen den zwei Flanken. In der Praxis kann es von Vorteil sein, nicht genau in der Mitte zwischen den zwei Flanken, sondern leicht verzögert abzutasten, um eventuellen Überschwingern der Grafikkarte auszuweichen, sowie dem oft leicht exponenti- ellem Charakter der Flanken Rechnung zu tragen.
Die hardwaremäßige Ausführung der Erfindung umfaßt eine Einrichtung, die die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes ermittelt, einer Einrichtung, die die abfallende Flanke des Videoimpulses in einem ausreichend hellen Bildpunkt ermittelt, eine Einsteileinrichtung, mit der die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa in der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke eines Videoimpules gelegt wird, und eine Einrichtung, um die Phase zur Ermittlung des Abtastwertes des Bildpunktes zu verschieben, bis die gemessenen Amplitudenwerte sich nicht mehr signifikant unterscheiden, wobei der dann ermittelte Abtastwert weiter verarbeitet wird.
Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, die die bei der
Ermittlung des Abtastwertes verwendete Phase soweit vorzieht, bis die gemessenen Amplitudenwerte kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, beispielsweise kleiner als 50 % des Abtastwertes sind und durch eine Einrichtung, die die Phase dann um eine halbe Bildpunktbreite verzögert, wobei der dann gemessene Abtastwert weiter verarbeitet wird.
Schließlich ist eine Einrichtung, die die Phase zur Ermittlung der steigenden Flanke soweit in Richtung Back-Porch- Bereich verschiebt, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgegebenen Prozentsatz, beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt, wobei dieser Wert der Phase als Ort der steigenden Flanke zwischengespeichert wird, und eine Einrichtung vorgesehen, die die Phase zur Ermittlung der fallenden Flanke soweit in Richtung des Front-Porch- Bereiches schiebt, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgegebenen Prozentsatz beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt, wobei dieser Wert der Phase als Ort der fallenden Flanke zwischengespeichert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung der Einstellung der Phase zwischen dem Pixeltakt einer Grafikkarte und dem Abtasttakt ei- nes Flachbildschirmes mit einer analogen Schnittstelle in einem Flachbildschirm-Grafikkarte-Rechner-System, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Merker gesetzt wird, wenn die Phase des Flachbildschirmes benutzerseitig eingestellt wurde, daß der Merker beim Einschalten des Flachbildschirmes und/oder beim Umschalten des Videomodus am Rechner und/oder dem Austausch der Grafikkarte und/oder beim Austausch des Rechners abgefragt wird und daß eine Anzeige gegeben oder eine Einstellung der Phase eingeleitet wird, wenn bei der Abfrage festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Merker nach einer Änderung im Videomodus am Rechner und/oder einem Austausch der Grafikkarte und/oder einem Austausch des Rechners geloscht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Merker in einem Mikroprozes¬ sor in dem Flachbildschirm gesetzt beziehungsweise gelöscht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anzeige über das OSD ausgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nach der Einstellung der Phase und beim Erkennen eines Modus-Wechsels überprüft wird, ob eine Zeile, mindestens jedoch die erste Zeile, oberhalb des Bildbereiches und/oder unterhalb des Bildbereiches und/oder eine Spalte, mindestens jedoch die erste Spalte, des Front-Porch-Bereiches und/oder des Back-Porch-Bereiches „schwarz* ist, und daß der Merker nur dann gesetzt wird, wenn die Überprüfung positiv verlaufen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, daß eine automatische Einstellung der Phase eingeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes ermittelt wird, daß die fallende Flanke des Videoimpulses im einem ausreichend hellen Bildpunkt ermittelt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt m etwa der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke eines Videoimpulses gelegt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes ermittelt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt m etwa um eine halbe Bildpunktbreite m Richtung Pixelmitte verschoben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, daß die fallende Flanke des Videoimpulses im einem ausreichend hellen Bildpunkt ermittelt wird, und daß die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt et¬ wa etwa um eine halbe Bildpunktbreite m Ricntung Pixel- mitte verschoben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Bildbereich mit den Bildpunkten auf dem Flachbildschirm Zeilen und Spalten zwischen einem Back-Porch-Bereich und einem Front-Porch-Bereich angeordnet sind, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t, daß als ausreichend heller Bildpunkt für die Ermittlung der steigenden Flanke ein Bildpunkt der ersten Bildspalte neben dem Back-Porch-Bereich und als aus- reichend heller Bildpunkt für die Ermittlung der fallenden Flanke ein Bildpunkt in der ersten Bildspalte neben dem Front-Porch-Bereich ausgewählt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Helligkeit mehrerer Bildpunkte der ersten beziehungsweise der letzten Bildspalte gemessen und die Bildpunkte mit der größten Helligkeit in der ersten beziehungsweise letzten Bildspalte für die Bestimmung der steigenden beziehungsweise fallenden Flanke des Videoimpulses ausgewählt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zunächst die Bildpunkte (n x k) mit n = 1,2,.... N und k = Konstante, beispielsweise 10, gemessen werden, und daß, wenn kein ausreichend heller Bildpunkt gefunden wurde, die Bildpunkte (n + m) x k mit m = 1,2, .... N gemessen werden, bis ein ausreichend heller Bilαpunkt gefunden ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Ermittlung des Amplitudenwertes des Bildpunktes die Phase verschoben wird, bis die gemessenen Amplitudenwerte sich icht mehr si- gnifikant verandern und daß der dann ermittelte Amplitudenwert dann weiter verarbeitet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die oei der Er- mittlung des Amplitudenwertes verwendete Phase soweit vorgezogen wird, bis die gemessenen Amplitudenwerte kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, beispielsweise kleiner als 50 % des Amplitudenwertes, sind, daß die Phase um eine halbe Punktbreite verzögert wird, und daß der dann gemessene Ampli- tudenwert weiter verarbeitet wird.
15.Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Ermittlung der steigenden Flanke die Phase soweit in Richtung Back- Porch-Bereich verschoben wird, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgegebenen Prozentsatz, beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt, und daß dieser Wert der Phase als Ort der steigenden Flanke zwischengespeichert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Ermittlung der fallenden Flanke die Phase soweit in Richtung des Front- Porch-Bereiches verschoben wird, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgebenen Prozentsatz, beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt und daß die- ser Wert der Phase als Ort der fallenden Flanke zwischenge- speichert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Phase bezie- hungsweise der Abtastzeitpunkt gegenüber der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke um einen vorgegebenen Betrag beispielsweise 10 % der Bildpunktbreite, verzögert wird.
18. Einrichtung zur Überwachung der Einstellung zwischen dem Pixeltakt einer Grafikkarte und dem Abtasttakt eines Flachbildschirmes mit einer analogen Schnittstelle in einem Flachbildschirm-Grafikkarte-Rechner-System, g e k e n n z e i c h n e t d u r ch einen Mikroprozessor, der so konfi- guriert ist, daß ein Merker gesetzt wird, wenn die Phase des Flachbildschirmes benutzerseitig eingestellt wurde, daß der Merker beim Einschalten des Flachbildschirmes und/oder beim Umschalten des Videomodus am Rechner und/oder dem Austausch der Grafikkarte und/oder beim Austausch des Rechners abge- fragt wird und daß eine Anzeige gegeben oder eine Einstellung der Phase eingeleitet wird, wenn bei der Abfrage festgestellt wird, daß der Merker nicht gesetzt ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Mikroprozessor derart konfiguriert ist, daß der Merker nach einer Änderung im Videomodus am Rechner und/oder einem Austausch der Grafikkarte und/oder einem Austausch des Rechners gelöscht wird.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Mikroprozessor, m dem der Merker gesetzt beziehungsweise gelöscht wird, m dem Flachbildschirm angeordnet ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 18, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Anzeigeeinrichtung, durch die die Anzeige über das OSD ausgegeben wird.
22. Einrichtung nach Anspruch 18, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Uberprufungseinπchtung, durch die nach der Einstellung der Phase und beim Erkennen eines Modus-Wechsels überprüft wird, ob eine Zeile, mindestens jedoch die erste Zeile, oberhalb des Bildbereiches und/oder unterhalb des Bildbereiches und/oder eine Spalte, mindestens jedoch die erste Spalte, des Front-Porch-Bereiches und/oder des Back- Porch-Bereiches „schwarz* ist, und daß der Merker nur dann gesetzt wird, wenn die Überprüfung positiv verlaufen ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 18, g e k e n n z e i c h n e t durch eine E stellemrichtung, um eine automatische Einstellung der Phasen einzuleiten.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, die die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes m der ersten Bildspalte neben dem Back-Porch-Bereich ermittelt, einer Einrichtung, die die fallende Flanke des Videoimpulses m einem ausreichend hellen Bildpunkt der letzten Bildspalte neben dem Front-Porch-Bereich ermittelt, und eine Emstel- leinrichtung, mit der die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa in der Mitte zwischen der steigenden und der fallenden Flanke eines Videoimpules gelegt wird.
25. Einrichtung nach Anspruch 23, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, die die steigende Flanke eines Videoimpulses eines ausreichend hellen Bildpunktes in der ersten Bildspalte neben dem Back-Porch-Bereich ermittelt, und eine EinStelleinrichtung, mit der die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa in etwa um eine halbe Bildpunktbreite in Richtung Pixelmitte verschoben wird.
26. Einrichtung nach Anspruch 23, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, die die fallende Flanke des Videoim- pulses in einem ausreichend hellen Bildpunkt in der letzten Bildspalte neben dem Front-Porch-Bereich ermittelt, und eine Einsteileinrichtung, mit der die Phase so eingestellt wird, daß der Abtastzeitpunkt in etwa in etwa um eine halbe Bildpunktbreite in Richtung Pixelmitte verschoben wird.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, um die Phase zur Ermittlung des Abtastwertes des Bildpunktes zu verschieben, bis die gemessenen Amplitudenwerte sich nicht mehr si- gnifikant unterscheiden, wobei der dann ermittelte Abtastwert weiter verarbeitet wird.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, die die bei der Ermittlung des Abtastwertes verwendete Phase soweit vorzieht, bis die gemessenen Amplitudenwerte kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, beispielsweise kleiner als 50 % des Abtastwertes sind und durch eine Einrichtung, die die Phase dann um eine halbe Bildpunktbreite verzögert, wobei der dann gemessene Abtastwert weiter verarbeitet wird.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, g e - k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, die die Phase zur Ermittlung der steigenden Flanke soweit in Richtung Back- Porch-Bereich verschiebt, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgegebenen Prozentsatz, beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt, wobei dieser Wert der Phase als Ort der steigenden Flanke zwischengespei- chert wird.
30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, g e - k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung, die die Phase zur Ermittlung der fallenden Flanke soweit in Richtung des Front-Porch-Bereiches schiebt, bis der gemessene Amplitudenwert auf einen vorgegebenen Prozentsatz beispielsweise 50 % des vorher ermittelten Amplitudenwertes, abfällt, wobei die- ser Wert der Phase als Ort der fallenden Flanke zwischenge- speichert wird.
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