EP1512133B1 - Method and device for determining a frequency for sampling an analog signal - Google Patents

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EP1512133B1
EP1512133B1 EP03758016A EP03758016A EP1512133B1 EP 1512133 B1 EP1512133 B1 EP 1512133B1 EP 03758016 A EP03758016 A EP 03758016A EP 03758016 A EP03758016 A EP 03758016A EP 1512133 B1 EP1512133 B1 EP 1512133B1
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EP
European Patent Office
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determining
established
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EP03758016A
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Martin Maier
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/003Details of a display terminal, the details relating to the control arrangement of the display terminal and to the interfaces thereto
    • G09G5/006Details of the interface to the display terminal
    • G09G5/008Clock recovery

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for determining a frequency for sampling an analog image, and more particularly to a method for determining a frequency for sampling an analog signal provided to a digital screen to image to display the digital screen. Further, the present invention particularly relates to an apparatus for generating digital data from analog image data to display on a digital screen an image based on the generated image data.
  • Conventional computers or computers include elements, eg. As graphics cards to graphics generated in the computer, for. As images, for display on an external device, eg. As a screen to provide.
  • the conventionally used graphics cards generate corresponding image data suitable for driving a screen, based on the digital signals provided by the computer or its processing unit (CPU).
  • the computer-associated display device, the screen is an analog display having a cathode ray tube.
  • the graphics card comprises a digital / analog converter to convert the image data generated by the graphics card into an analog signal, for example an RGB signal, which then controls the screen allows.
  • RGB signals analogue image data signals
  • the horizontal and vertical synchronization signals are also output to the screen. which are required for a proper reproduction of the image data on the screen.
  • FIG. 1 schematically shows the profile of an analog video signal (see FIG. 1A) at the input of a digital screen.
  • FIG. 1B shows an ideal sampling clock for sampling this analog signal.
  • T denotes a period of the sampling clock.
  • US Pat. No. 6,268,848 describes a method by which visible errors in an image displayed on a digital monitor are avoided by employing an automatic scanning control system in which the image content of image frames remains substantially the same , a phase of the sampling clock, for resampling the received analog signal as long as it changes until a maximum sample is reached.
  • the phase value achieved at the maximum sampling value then represents the optimum phase shift of the sampling clock for the sampling of this frame.
  • U.S. Patent 6,147,668 describes a digital display unit that avoids or minimizes display artifacts caused by the aliasing effect of high frequency noise in analog display signals.
  • modulation is also applied here to apply different phase delays to successive lines or frames of the sample clock signal so that, due to this modulation, the analog display signal is displayed on the digital display element at different sample points for the same pixel is scanned in different frames.
  • sampling clocks based on the one together with the analog video signal provided horizontal and vertical synchronization signals are derived.
  • the synchronization signals represent the reference signal for the digital screen with which a clock generator is locked in the screen to generate a suitable sampling clock based on the reference signal.
  • the generation of the reference signal for the clock generator is such that based on the received synchronization signals of the analog signal is accessed to a lookup table from which then a suitable for these synchronization signals / ideal reference value is selected, then the clock generator as a reference clock or reference frequency Generation of the sampling clock is provided.
  • the approaches described above are for sampling analog signals in digital displays to avoid artifacts or interference in the display of the image only limited use, since there is a frequency error in the sampling of the analog signal, which requires further correction.
  • the present invention therefore has for its object to provide a method and a device which make it possible to generate a sampling frequency which is well adapted to the frequency of a digital signal for the resampling of an analog signal. which was based on the analog signal.
  • a sampling phase is determined in each of the designated areas with which the best or worst sampling is achieved, and the contrast in the specified area is thus maximum or minimum
  • the present invention further provides an apparatus for generating digital data from analog video data for displaying an image based on the analog video data on a digital screen to which the analog video data is provided by a computer
  • an A / D converter comprising a data input for receiving the analog video data, a data output for outputting the digital image data, and a clock input;
  • a clock generator having a clock output for outputting a clock signal and a control input for receiving a clock frequency control signal
  • phase shifter comprising a clock input for receiving the clock signal from the clock generator, a clock output for outputting a phase-shifted clock signal to the clock input of the A / D converter, and a control terminal for receiving a phase-shift control signal;
  • the sampling phase having the maximum or minimum contrast in a predetermined range is generated by generating a plurality of reference values at different sampling phases and at the same sampling frequency, the reference value being determined by the sums of the absolute differences is defined by successive intensity values in the specified range. From the thus generated reference values, a maximum or minimum reference value is selected, wherein a maximum or minimum contrast is defined by the maximum or minimum reference value.
  • the sampling phase having the maximum or minimum contrast in a predetermined range is generated by performing a first measurement in each of the observed ranges at a predetermined sampling phase and a predetermined sampling frequency by a first Reference value for each of the areas to get. Then, a second measurement is performed in each of the considered areas to obtain a second reference value for each of the areas.
  • a difference of the reference values obtained by the first measurement and the second measurement is generated. This measurement is performed at a plurality of different sampling phases / phase values to obtain a plurality of difference values. Finally, for each of the considered ranges, the maximum difference value indicating a minimum contrast or the minimum difference value indicating a maximum contrast is selected from the plurality of obtained difference values.
  • an arbitrary number of measurements may be performed, on the basis of which a plurality of difference values are obtained for each range.
  • the determination of the local course and the sampling frequency comprises, according to a first preferred embodiment, first determining a straight line passing through the determined best or worst sampling phases. For this straight line then the slope is determined. The modification value is set based on the slope of the line, and the sampling frequency is obtained by adding the base value and the modification value, and a sign of the modification value depends on whether the line is rising or falling, ie the slope has a positive or negative sign. In an alternative embodiment, straight sections and jumps are determined in the course of the sampling phases, and the number of jumps in the course is detected. The modification value then corresponds to the number of hops, and the sampling frequency is obtained again by adding the base value and the modification value. To determine the sign of the modification value, determine whether the straight sections are increasing or decreasing in the local course.
  • Fig. 2 the block diagram of a control device is shown, as used for example in the input stage of a digital screen, such as an LCD screen, use.
  • the apparatus includes an analog-to-digital converter (ADC) 100 which receives at an input 102 an analog input signal, such as an analog video signal, from a graphics card of a computer.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the analog-to-digital converter 100 receives a clock signal based on which the analog-to-digital converter performs a sampling of the analog signals received at the input 102.
  • the generated digitized signals are provided by the analog-to-digital converter 100 to its data output 106.
  • the data generated by the analog-to-digital converter 100 is provided at the output 106 thereof to a data line 108.
  • the clock signal applied to the clock input 104 of the analog / digital converter 100 is conducted on a clock line 110.
  • the data line 108 and the clock line 110 continue to extend to the display element of the digital display to provide the data signals and clock signals necessary for display.
  • the arrangement according to FIG. 2 comprises a clock generator 112, which receives a clock frequency control signal at a control input 114. At an output 116 of the clock generator 112, it outputs a clock signal which is generated as a function of the control signal applied to the control input 114.
  • a phase shifter 118 is provided which receives at an input 120 the clock signal generated by the clock generator 112. Furthermore, the phase shifter 118 has a control input 122 at which it receives a control signal which defines a phase shift with which the clock signal received by the clock generator 112 is to be applied. The phase-shifted clock signal is then provided at an output 124 of the phase shifter. The output of the phase shifter 124 is connected to the input of the analog-to-digital converter 100 via the clock line 110.
  • the apparatus includes a controller 126 which receives, at a first input 128 connected to the data line 108, the data signal generated by the analog-to-digital converter.
  • the controller is operative to provide the clock frequency control signal at a first control output 130.
  • the controller 126 is operative to provide the phase shift defining signal to the phase shifter 118 at a second control output 132.
  • the controller 126 operates in accordance with the method of the invention, wherein the control signals for the clock generator and the phase shifter required for carrying out the method according to the invention are carried out, for example, on the basis of sequences / algorithms implemented in the controller 126. Further, the controller 126 includes a signal processing unit to process and evaluate the data signals received at the input 128.
  • the method according to the invention assumes that an ideal sampling frequency signaled to the digital screen for resampling the analog input signal by the analog / digital converter 100 was not the actual frequency of the digital signal underlying the analog signal. Rather, it is to be expected that due to the tolerances of the graphics card used to generate the analog signal deviations from the ideal frequency in the range of a maximum of 1% to 5% exist. This deviation makes it necessary to perform a modification of the ideal sampling frequency to perform resampling / re-digitization of the analog input signal such that an image defined by the analog input data is properly, in particular without visible errors, can be displayed on the digital screen.
  • regions of the analog signal are considered which are repeated.
  • static frames are used for the method according to the invention, and in this same frame, for example, a single or several screen lines are considered.
  • the same image / frame is provided for multiple sampling to determine the optimum sampling frequency.
  • the period of the sampling clock provided to the analog-to-digital converter 100 is an integer divisor of the period of the repetitive portion of the analog signal, the horizontal period being a multiple of the pixel period, which is provided by a PLL circuit is produced.
  • the sampling frequency and also the sampling phase from the digital video data on the data line 108 can now be determined.
  • the inventive method for determining the sampling frequency is based on a method for determining the best / worst sampling phase, but is independent of how this best / worst sampling phase is actually determined.
  • a method for determining the best or worst sampling phase for example, to determine the best or worst sampling phase, reference may be made to US Pat. Nos. 6,268,848 and 6,147,668, respectively, which disclose two approaches for determining the best / worst sampling phase.
  • a method which determines the worst sampling phase, or a Method that determines the best sampling phase can be used.
  • a "measurement" (sampling) of the analog data of the stationary frame applied to the input 102 of the analog / digital converter 100 is first performed with a freely selected sampling frequency. Based on the received data signals then takes place a calculation of an error indicating the deviation of the selected sampling frequency to the known, ideal sampling frequency (see above).
  • the freely selected sampling frequency it should be noted that this principle can be chosen arbitrarily. However, in order to obtain a result in a short time, as after a short calculation period, the freely selectable sampling frequency is chosen to correspond approximately to the expected deviation. Preferably, the arbitrary sampling frequency is chosen to correspond to an expected frequency. If, for example, deviations from the optimum frequency in the range of ⁇ 1% to ⁇ 5% are expected for a graphics card used, then the freely selected sampling frequency is preferably selected in this range around the optimum sampling frequency.
  • the sampling frequency may be indicated as M clocks, in the preferred embodiment M being the number of pixels per horizontal line of the digital display.
  • a plurality of N regions (N ⁇ 2) is now selected in the active screen region.
  • a screen is shown representing an active image in which a plurality of measurement areas are shown.
  • Fig. 3 shows schematically the display area 134 of the digital screen, which, as described above, is M pixels wide, ie has M pixels in each horizontal line. Further shown in FIG. 3 is an active image 136 displayed on the screen 134. In the active image 136, a plurality of measurement areas 138 0 to 138 6 are shown. These areas 138 0 to 138 6 are used for frequency determination. In these areas, the best sampling phase is determined, as will be described below. In the embodiment shown in Fig. 3, seven areas 138 0 to 138 6 are shown, but the present invention is not limited to this number. In fact, it is sufficient if at least two areas are selected, but the accuracy increases as the number of selected areas increases.
  • the areas 138 0 to 138 6 are also selected in position depending on the expected frequency error, namely, such that they are a predetermined distance depending on the expected frequency error in the row direction. Two consecutively arranged rows in the row direction should have a distance which is less than or equal to the predetermined distance, which is defined as a rule depending on the assumed error in the sampling in a corresponding number of pixels.
  • the regions are preferably selected such that image regions are determined in which the best sampling phase is the easiest to determine, which is very easily possible, for example, in regions with high contrast.
  • a best sampling phase is now determined according to the invention.
  • the best sampling phase is determined by the method described in more detail below.
  • a so-called reference value RW is calculated over the specified ranges 138 0 to 138 6 of the repetitive range of the digitized input signal. For the same subareas - the analog signal repeats itself - the associated reference values are determined with different sampling phases.
  • the controller 126 (see FIG. 2) is operative to keep the frequency control signal constant at the output 130 and to provide at the output 132 different phase shift signals for the various computation sections. The best phase setting in one range will then give the maximum or maximum reference value, whereas for the worst phase setting, the minimum / lowest reference value will be set.
  • the reference value is calculated from the sum of the absolute difference of two consecutive samples of all samples located in one of the measuring ranges.
  • the measuring range may be small up to a measurement of two samples or may extend over several lines of a frame.
  • RW reference value
  • n number of samples in the considered area
  • x intensity value of a sampled pixel.
  • This reference value is thus a value which increases with increasing contrast.
  • the best sampling phase is that sampling phase where the contrast takes a maximum / maximum value.
  • the advantage of the method for reference value calculation just described is that no line or frame memory is required here in order to detect whether the contrast with changed phase becomes better or worse.
  • z As analog noise, can be provided to sum up only those differences which are greater than a predetermined threshold.
  • FIG. 4 shows an example of the determination of a good and a bad reference value.
  • a sampling of the analog input signal with a fixed sampling frequency (see period T) is shown, in which the sampling phase is selected so that the sampling results in two adjacent digital values of 0.8 and 0.3, resulting in a reference value of 0.5.
  • Fig. 4A shows a sample having a bad sampling phase
  • Fig. 4B shows the sample having a good sampling phase.
  • the reference value achievable in FIG. 4B is the maximum reference value, this is then taken as the basis for the further method for the considered range.
  • the worst sampling phase was used instead of the best sampling phase, instead of using the reference value determined in Fig. 4B, the reference value determined in Fig. 4A would be used as the minimum reference value.
  • different measurements may be taken for the same sub-regions with the same phase setting to obtain a plurality of reference values for each of the regions.
  • a maximum difference value indicates the worst phase setting in a range
  • a minimum difference value indicates the best phase setting in a range.
  • the reason for this is the sampling clock jitter, since the analog signal changes the least in the area of the best sampling, there is also the smallest difference.
  • a first measurement is made in each of the areas under consideration at a predetermined sampling phase and frequency. Subsequently, a second measurement is performed in each of the considered areas.
  • the difference between the measured values obtained by the first and second measurements is generated.
  • the foregoing steps are repeated at different phase settings to obtain a plurality of difference values from which the maximum difference value indicating a minimum contrast or the minimum difference value indicating a maximum contrast value are selected for each area.
  • the frequency determination is now carried out based on the sampling phases thus detected.
  • the measured values obtained are displayed graphically in a coordinate system.
  • x-value (Abscissa) uses the number of the middle sample of the measuring range, and on the y-axis (ordinate), the sampling phase associated with this range is plotted.
  • the best / worst phase values recorded in Fig. 5 are determined in the manner described above.
  • the corrected or correct sampling frequency can also be determined by determining the number of hops in the course of the sampling phases in the M sampling clocks. This value then corresponds to the absolute value of ⁇ M. The sign is determined by determining whether the line is increasing or decreasing.

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Frequenz für die Abtastung eines analogen Bildes, und hier insbesondere auf ein Verfahren zur Bestimmung einer Frequenz für die Abtastung eines analogen Signals, das einem digitalen Bildschirm bereitgestellt wird, um ein Bild auf dem digitalen Bildschirm anzuzeigen. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von digitalen Daten aus analogen Bilddaten, um auf einem digitalen Bildschirm ein Bild basierend auf den erzeugten Bilddaten anzuzeigen.The present invention relates to a method and apparatus for determining a frequency for sampling an analog image, and more particularly to a method for determining a frequency for sampling an analog signal provided to a digital screen to image to display the digital screen. Further, the present invention particularly relates to an apparatus for generating digital data from analog image data to display on a digital screen an image based on the generated image data.

Herkömmliche Computer bzw. Rechner umfassen Elemente, z. B. Graphikkarten, um in dem Computer erzeugte Graphikinformationen, z. B. Bilder, zur Anzeige auf einem externen Gerät, z. B. einem Bildschirm, bereitzustellen. Die herkömmlicherweise verwendeten Graphikkarten erzeugen basierend auf den digitalen Signalen, welche durch den Computer bzw. dessen Verarbeitungseinheit (CPU) bereitgestellt werden, entsprechende, für eine Ansteuerung eines Bildschirms geeignete Bilddaten. In vielen Anwendungen ist das dem Computer zugeordnete Anzeigegerät, der Bildschirm, ein analoger Bildschirm, welcher eine Kathodenstrahlröhre aufweist. Um für diesen, bis vor wenigen Jahren ausschließlich existierenden Anwendungsfall die erforderlichen Daten bereitzustellen, umfaßt die Graphikkarte einen Digital-/Analogwandler, um die durch die Graphikkarte erzeugten Bilddaten in ein analoges Signal umzuwandeln, beispielsweise ein RGB-Signal, welches dann die Ansteuerung des Bildschirms ermöglicht. Neben den analogen Bilddatensignalen (RGB-Signalen) werden an den Bildschirm noch die horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale ausgegeben, welche für eine ordnungsgemäße Wiedergabe der Bilddaten auf dem Bildschirm erforderlich sind.Conventional computers or computers include elements, eg. As graphics cards to graphics generated in the computer, for. As images, for display on an external device, eg. As a screen to provide. The conventionally used graphics cards generate corresponding image data suitable for driving a screen, based on the digital signals provided by the computer or its processing unit (CPU). In many applications, the computer-associated display device, the screen, is an analog display having a cathode ray tube. In order to provide the necessary data for this, until just exclusively existing application case, the graphics card comprises a digital / analog converter to convert the image data generated by the graphics card into an analog signal, for example an RGB signal, which then controls the screen allows. In addition to the analogue image data signals (RGB signals), the horizontal and vertical synchronization signals are also output to the screen. which are required for a proper reproduction of the image data on the screen.

In letzter Zeit werden jedoch zunehmend auch sogenannte digitale Bildschirme eingesetzt, beispielsweise LCD-Bildschirme oder LCD-Monitore (LCD = Liquid Crystal Display), welche, im Gegensatz zu Bildschirmen mit Kathodenstrahlröhren, eine digitale Ansteuerung erfordern. In diesem Fall ist es erforderlich, ein an einem analogen Videoausgang eines Computers/Rechners anliegendes analoges Videosignal in dem Bildschirm/Monitor digital weiterzuverarbeiten. Dies erfordert es, zunächst das analoge Videosignal mit einer Abtastfrequenz erneut zu digitalisieren. Um die Ausgangsdaten mit möglichst genauer Abtastfrequenz zu rekonstruieren, ist es daher wünschenswert, das Analogsignal mit der ursprünglichen Frequenz und mit korrekter Phasenlage abzutasten, also mit der Frequenz und Phasenlage, mit der aus den digitalen Daten in der Graphikkarte die analogen Videosignale am Ausgang des Rechners erzeugt wurden. Die Phasenlage bezeichnet hierbei die Verschiebung des Abtastsignals relativ zum erzeugten Abtastsignal, wobei die Phasenlage im allgemeinen in Grad angegeben wird, z. B. 0 Grad, was keiner Verschiebung entspricht, oder 180 Grad, was einer Verschiebung um eine halbe Taktperiode gleichkommt.Recently, however, so-called digital screens are increasingly used, for example, LCD screens or LCD monitors (LCD = L iquid C rystal D isplay), which, in contrast to screens with cathode ray tubes, require digital control. In this case, it is necessary to digitally process an analog video signal applied to an analog video output of a computer / computer in the screen / monitor. This requires first to re-digitize the analog video signal at a sampling frequency. In order to reconstruct the output data with the most accurate sampling frequency, it is therefore desirable to sample the analog signal with the original frequency and with the correct phase, ie with the frequency and phase, with the from the digital data in the graphics card, the analog video signals at the output of the computer were generated. The phase position here refers to the displacement of the scanning signal relative to the generated scanning signal, wherein the phase angle is generally indicated in degrees, z. 0 degrees, which equals no shift, or 180 degrees, which equates to a shift by half a clock period.

In Fig. 1 ist schematisch der Verlauf eines analogen Videosignals (siehe Fig. 1A) am Eingang eines digitalen Bildschirms dargestellt. Ebenso ist in Fig. 1B ein für die Abtastung dieses anliegenden analogen Signals idealer Abtasttakt dargestellt. T bezeichnet eine Periode des Abtasttakts.FIG. 1 schematically shows the profile of an analog video signal (see FIG. 1A) at the input of a digital screen. Likewise, FIG. 1B shows an ideal sampling clock for sampling this analog signal. T denotes a period of the sampling clock.

Während die Erzeugung von Bildern auf analogen Bildschirmen unter Verwendung der durch die Graphikkarte erzeugten analogen Videosignale im allgemeinen problemlos ist, insbesondere zu keinen sichtbaren Artefakten führt, stellt die erneute Abtastung des auf einem ursprünglicherweise digitalen Signal basierenden analogen Signals ein Problem dar, da es hier aufgrund der erneuten Abtastung im digitalen Bildschirm zu Artefakten in dem dargestellten Bild kommen kann, welche für einen Betrachter sichtbar sind. Um solche Artefakte zu vermeiden, sind im Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt, auf die nachfolgend kurz eingegangen wird.While the generation of images on analog displays using the analog video signals generated by the graphics card is generally straightforward, in particular, does not result in any visible artifacts, resampling of the original on a digital basis Signal-based analog signal is a problem, since it may come here due to the resampling in the digital screen to artifacts in the image displayed, which are visible to a viewer. In order to avoid such artifacts, various approaches are known in the prior art, which will be briefly discussed below.

Im U.S.-Patent 6,268,848 wird beispielsweise ein Verfahren beschrieben, mittels dem sichtbare Fehler in einem Bild, welches auf einem digitalen Monitor angezeigt wird, dadurch vermieden werden, daß ein automatisches Abtaststeuersystem eingesetzt wird, bei dem für aufeinanderfolgende Bildrahmen, deren Bildinhalt im wesentlichen gleich bleibt, eine Phase des Abtasttaktes, zur erneuten Abtastung des empfangenen Analogsignals, solange verändert wird, bis ein maximaler Abtastwert erreicht wird. Der bei dem maximalen Abtastwert erreichte Phasenwert stellt dann die für die Abtastung dieses Rahmens optimale Phasenverschiebung des Abtasttaktes dar.For example, US Pat. No. 6,268,848 describes a method by which visible errors in an image displayed on a digital monitor are avoided by employing an automatic scanning control system in which the image content of image frames remains substantially the same , a phase of the sampling clock, for resampling the received analog signal as long as it changes until a maximum sample is reached. The phase value achieved at the maximum sampling value then represents the optimum phase shift of the sampling clock for the sampling of this frame.

Das U.S.-Patent 6,147,668 beschreibt eine digitale Anzeigeeinheit, mittels der Anzeigeartefakte, welche aufgrund des Aliasing-Effekts von hochfrequenten Störungen in analogen Anzeigesignalen hervorgerufen werden, vermieden bzw. minimiert werden. Ähnlich wie im U.S.-Patent 6,268,848 wird auch hier eine Modulation durchgeführt, um das Abtasttaktsignal mit unterschiedlichen Phasenverzögerungen für aufeinanderfolgende Zeilen oder Rahmen zu beaufschlagen, so daß aufgrund dieser Modulation das analoge Anzeigesignal für eine Anzeige auf dem digitalen Anzeigeelement bei unterschiedlichen Abtastpunkten für das gleiche Pixel in unterschiedlichen Rahmen abgetastet wird.U.S. Patent 6,147,668 describes a digital display unit that avoids or minimizes display artifacts caused by the aliasing effect of high frequency noise in analog display signals. Similarly as in US Pat. No. 6,268,848, modulation is also applied here to apply different phase delays to successive lines or frames of the sample clock signal so that, due to this modulation, the analog display signal is displayed on the digital display element at different sample points for the same pixel is scanned in different frames.

Bei den oben beschriebenen Ansätzen wird, wie zu erkennen ist, lediglich eine Abtastphase variiert, wohingegen die Abtastfrequenz unverändert bleibt. Die in den beiden obigen U.S.-Patenten beschriebenen Ansätze verwenden Abtasttakte, welche basierend auf den zusammen mit dem analogen Videosignal bereitgestellten horizontalen und vertikalen Synchronisationssignalen abgeleitet werden. Die Synchronisationssignale stellen das Referenzsignal für den digitalen Bildschirm dar, mit dem ein Taktgenerator in dem Bildschirm bzw. in der Bildschirmsteuerung verriegelt ist, um basierend auf dem Referenzsignal einen geeigneten Abtasttakt zu erzeugen.As can be seen, in the approaches described above, only one sampling phase is varied, whereas the sampling frequency remains unchanged. The approaches described in the above two US patents use sampling clocks based on the one together with the analog video signal provided horizontal and vertical synchronization signals are derived. The synchronization signals represent the reference signal for the digital screen with which a clock generator is locked in the screen to generate a suitable sampling clock based on the reference signal.

Herkömmlicherweise erfolgt die Erzeugung des Referenzsignals für den Taktgenerator derart, daß basierend auf den empfangenen Synchronisationssignalen des analogen Signals auf eine Nachschlagtabelle zugegriffen wird, aus der dann ein für diese Synchronisationssignale geeigneter/idealer Referenzwert ausgesucht wird, der dann dem Taktgenerator als Referenztakt bzw. Referenzfrequenz zur Erzeugung des Abtasttaktes bereitgestellt wird.Conventionally, the generation of the reference signal for the clock generator is such that based on the received synchronization signals of the analog signal is accessed to a lookup table from which then a suitable for these synchronization signals / ideal reference value is selected, then the clock generator as a reference clock or reference frequency Generation of the sampling clock is provided.

Die obigen Ansätze funktionieren dann gut, wenn sichergestellt ist, daß die Synchronisationssignale bzw. das Referenzsignal, welches dem analogen Signal zugeordnet ist, tatsächlich die Frequenz des digitalen Signals wiedergibt, auf dessen Grundlage das analoge Signal erzeugt wurde. In diesem Fall stimmt der durch den Taktgenerator in dem digitalen Bildschirm bzw. in der Steuerung desselben erzeugte Abtasttakt mit dieser Frequenz überein. Diese Randbedingung gilt jedoch nicht für alle Graphikkarten, und ist im Regelfall nur für sehr hochentwickelte Graphikkarten erfüllt. Andere Graphikkarten, z. B. günstigere Graphikkarten, weisen Toleranzen auf, welche dazu führen, daß die für die verwendete Frequenz in der Graphikkarte Abweichungen zu der Frequenz aufweist, welche dem digitalen Bildschirm als optimale/ideale Abtastfrequenz signalisiert wird. Herkömmlicherweise liegen diese Abweichungen im Bereich von 1 % bis 5 % der tatsächlich dem Bildschirm signalisierten Abtastfrequenz.The above approaches work well if it is ensured that the synchronization signals or the reference signal associated with the analog signal actually represents the frequency of the digital signal on the basis of which the analog signal was generated. In this case, the sampling clock generated by the clock generator in the digital screen or in the controller thereof coincides with this frequency. However, this constraint does not apply to all graphics cards, and is usually only true for very sophisticated graphics cards. Other graphics cards, eg. As cheaper graphics cards have tolerances, which cause the frequency used in the graphics card has deviations from the frequency, which is signaled to the digital screen as optimal / ideal sampling frequency. Traditionally, these deviations are in the range of 1% to 5% of the sampling rate actually signaled to the screen.

In solchen Fällen sind die oben beschriebenen Ansätze zur Abtastung von analogen Signalen in digitalen Bildschirmen zur Vermeidung von Artefakten oder Störungen bei der Anzeige des Bildes nur noch bedingt einsetzbar, da hier ein Frequenzfehler bei der Abtastung des analogen Signals vorliegt, der einer weiteren Korrektur bedarf.In such cases, the approaches described above are for sampling analog signals in digital displays to avoid artifacts or interference in the display of the image only limited use, since there is a frequency error in the sampling of the analog signal, which requires further correction.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, für die erneute Digitalisierung eines analogen Signals eine Abtastfrequenz zu erzeugen, die gut an die Frequenz eines digitalen Signals angepaßt ist, welches dem analogen Signal zugrunde lag.Starting from this prior art, the present invention therefore has for its object to provide a method and a device which make it possible to generate a sampling frequency which is well adapted to the frequency of a digital signal for the resampling of an analog signal. which was based on the analog signal.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12. gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a device according to claim 12.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Bestimmung einer Frequenz für die Abtastung eines analogen Videosignals durch eine Steuereinrichtung eines digitalen Bildschirms, dem das analoge Videosignal durch einen Computer bereitgestellt wird, um ein Bild auf dem digitalen Bildschirm anzuzeigen, mit folgenden Schritten:

  • (a) Festlegen von zumindest zwei in Zeilenrichtung aufeinanderfolgenden Bereichen in dem anzuzeigenden Bild;
  • (b) Bestimmen einer Abtastphase in jedem der festgelegten Bereiche, für die ein Kontrast in dem festgelegten Bereich maximal oder minimal ist;
  • (c) Bestimmen eines örtlichen Verlaufs der Abtastphase in Zeilenrichtung, basierend auf den im Schritt (b) bestimmten Abtastphasen in den festgelegten Bereichen; und
  • (d) Bestimmen der Abtastfrequenz, basierend auf einem Grundwert und einem Modifikationswert, der aus dem im Schritt (c) bestimmten örtlichen Verlauf der Abtastphase abgeleitet wird.
The present invention provides a method of determining a frequency for sampling an analog video signal by a controller of a digital display to which the analog video signal is provided by a computer to display an image on the digital display, comprising the steps of:
  • (a) defining at least two consecutive, row-wise areas in the image to be displayed;
  • (b) determining a sampling phase in each of the designated regions for which a contrast in the specified region is maximum or minimum;
  • (c) determining a local course of the scanning phase in the line direction, based on the scanning phases determined in step (b) in the specified areas; and
  • (d) determining the sampling frequency based on a base value and a modification value selected from the Step (c) is derived specific local course of the sampling phase.

Beim Bestimmen der Abtastphase gemäß dem Schritt (b) wird eine Abtastphase in jedem der festgelegten Bereiche bestimmt, mit der die beste oder schlechteste Abtastung erreicht wird, und der Kontrast in dem festgelegten Bereich somit maximal oder minimal istIn determining the sampling phase according to the step (b), a sampling phase is determined in each of the designated areas with which the best or worst sampling is achieved, and the contrast in the specified area is thus maximum or minimum

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen von digitalen Daten aus analogen Videodaten, um auf einem digitalen Bildschirm, dem die analogen Videodaten durch einen Computer bereitgestellt werden, ein Bild basierend auf den analogen Videodaten anzuzeigen, mitThe present invention further provides an apparatus for generating digital data from analog video data for displaying an image based on the analog video data on a digital screen to which the analog video data is provided by a computer

einem A/D-Wandler, der einen Dateneingang zum Empfangen der analogen Videodaten, einen Datenausgang zum Ausgeben der digitalen Bilddaten und einen Takteingang umfaßt;an A / D converter comprising a data input for receiving the analog video data, a data output for outputting the digital image data, and a clock input;

einem Taktgenerator, der einen Taktausgang zum Ausgeben eines Taktsignals und einen Steuereingang zum Empfangen eines Taktfrequenzsteuersignals umfaßt;a clock generator having a clock output for outputting a clock signal and a control input for receiving a clock frequency control signal;

einem Phasenschieber, der einen Takteingang zum Empfangen des Taktsignals von dem Taktgenerator, einen Taktausgang zum Ausgeben eines phasenverschobenen Taktsignals an den Takteingang des A/D-Wandlers und einen Steueranschluß zum Empfangen eines eine Phasenverschiebung festlegenden Steuersignals umfaßt; unda phase shifter comprising a clock input for receiving the clock signal from the clock generator, a clock output for outputting a phase-shifted clock signal to the clock input of the A / D converter, and a control terminal for receiving a phase-shift control signal; and

einer Steuerung mit einem Eingang zum Empfangen der digitalen Daten von dem A/D-Wandler, einem ersten Steuerausgang zum Ausgeben des Taktfrequenzsteuersignals an den Taktgenerator und einem zweiten Steuereingang zum Ausgeben des die Phasenverschiebung festlegenden Signals an den Phasenschieber, wobei die Steuereinrichtung wirksam ist, um basierend auf den am Eingang bereitgestellten digitalen Daten

  • zumindest zwei in Zeilenrichtung aufeinanderfolgende Bereiche in dem anzuzeigenden Bild festzulegen,
  • in jedem der Bereiche eine Abtastphase zu bestimmen, für die ein Kontrast in dem festgelegten Bereich maximal oder minimal ist,
  • einen örtlichen Verlauf der Abtastphase in Zeilenrichtung basierend auf den bestimmten Abtastphasen zu bestimmen,
  • die Abtastfrequenz basierend auf einem Grundwert und einem Modifikationswert zu bestimmen, die aus dem örtlichen Verlauf der Abtastphase abgeleitet ist, und
  • das Taktfrequenzsteuersignal entsprechend der bestimmten Abtastfrequenz zu erzeugen.
a controller having an input for receiving the digital data from the A / D converter, a first control output for outputting the clock frequency control signal to the clock generator, and a second control input for outputting the phase shift determining signal to the phase shifter, the controller being operative based on the digital data provided at the input
  • define at least two consecutive lines in the row direction in the image to be displayed,
  • determining in each of the areas a sampling phase for which a contrast in the specified area is maximal or minimal,
  • determine a local course of the scanning phase in the line direction based on the determined sampling phases,
  • determine the sampling frequency based on a base value and a modification value derived from the local history of the sampling phase, and
  • to generate the clock frequency control signal corresponding to the determined sampling frequency.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Abtastphase, welche den maximalen oder minimalen Kontrast in einem festgelegten Bereich aufweist, dadurch erzeugt, daß eine Mehrzahl von Referenzwerten bei jeweils verschiedenen Abtastphasen und gleicher Abtastfrequenz erzeugt wird, wobei der Referenzwert durch die Summen der absoluten Differenzen von aufeinanderfolgenden Intensitätswerten in dem festgelegten Bereich definiert ist. Aus den so erzeugten Referenzwerten wird ein maximaler oder minimaler Referenzwert ausgewählt, wobei durch den maximalen bzw. minimalen Referenzwert ein maximaler bzw. minimaler Kontrast definiert ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the sampling phase having the maximum or minimum contrast in a predetermined range is generated by generating a plurality of reference values at different sampling phases and at the same sampling frequency, the reference value being determined by the sums of the absolute differences is defined by successive intensity values in the specified range. From the thus generated reference values, a maximum or minimum reference value is selected, wherein a maximum or minimum contrast is defined by the maximum or minimum reference value.

Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Abtastphase, welche den maximalen oder minimalen Kontrast in einem festgelegten Bereich aufweist, dadurch erzeugt, daß eine erste Messung in jedem der betrachteten Bereiche bei einer festgelegten Abtastphase und einer festgelegten Abtastfrequenz durchgeführt wird, um einen ersten Referenzwert für jeden der Bereiche zu erhalten. Dann wird eine zweite Messung in jedem der betrachteten Bereiche durchgeführt, um einen zweiten Referenzwert für jeden der Bereiche zu erhalten.According to another preferred embodiment of the present invention, the sampling phase having the maximum or minimum contrast in a predetermined range is generated by performing a first measurement in each of the observed ranges at a predetermined sampling phase and a predetermined sampling frequency by a first Reference value for each of the areas to get. Then, a second measurement is performed in each of the considered areas to obtain a second reference value for each of the areas.

Für jeden der betrachteten Bereiche wird eine Differenz der durch die erste Messung und die zweite Messung erhaltenen Referenzwerte erzeugt. Diese Messung wird bei einer Mehrzahl von verschiedenen Abtastphasen/Phasenwerten durchgeführt, um eine Mehrzahl von Differenzwerten zu erhalten. Abschließend wird für jeden der betrachteten Bereiche der maximale Differenzwert, der einen minimalen Kontrast anzeigt, oder der minimale Differenzwert, der einen maximalen Kontrast anzeigt, aus der Mehrzahl von erhaltenen Differenzwerten ausgewählt. Alternativ können für jeden der Bereiche und für jede der Abtastphasen eine beliebige Anzahl von Messungen durch geführt werden, auf deren Grundlage dann mehrere Differenzwerte für jeden Bereich erhalten werden.For each of the considered ranges, a difference of the reference values obtained by the first measurement and the second measurement is generated. This measurement is performed at a plurality of different sampling phases / phase values to obtain a plurality of difference values. Finally, for each of the considered ranges, the maximum difference value indicating a minimum contrast or the minimum difference value indicating a maximum contrast is selected from the plurality of obtained difference values. Alternatively, for each of the ranges and for each of the sampling phases, an arbitrary number of measurements may be performed, on the basis of which a plurality of difference values are obtained for each range.

Das Bestimmen des örtlichen Verlaufs und der Abtastfrequenz umfaßt gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel zunächst das Bestimmen einer Geraden, die durch die bestimmten besten oder schlechtesten Abtastphasen verläuft. Für diese Gerade wird dann die Steigung ermittelt. Der Modifikationswert wird basierend auf der Steigung der Geraden festgelegt, und die Abtastfrequenz wird durch Addieren des Grundwerts und des Modifikationswerts erhalten, wobei ein Vorzeichen des Modifikationswerts davon abhängt, ob die Gerade steigend oder fallend ist, die Steigung also ein positives oder negatives Vorzeichen aufweist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel werden in dem Verlauf der Abtastphasen gerade Abschnitte und Sprünge bestimmt, und die Anzahl der Sprünge in dem Verlauf wird erfaßt. Der Modifikationswert entspricht dann der Anzahl der Sprünge, und die Abtastfrequenz wird erneut durch Addieren des Grundwerts und des Modifikationswerts erhalten. Um das Vorzeichen des Modifikationswerts zu bestimmen, ist festzustellen, ob die geraden Abschnitte im örtlichen Verlauf steigend oder fallend sind.The determination of the local course and the sampling frequency comprises, according to a first preferred embodiment, first determining a straight line passing through the determined best or worst sampling phases. For this straight line then the slope is determined. The modification value is set based on the slope of the line, and the sampling frequency is obtained by adding the base value and the modification value, and a sign of the modification value depends on whether the line is rising or falling, ie the slope has a positive or negative sign. In an alternative embodiment, straight sections and jumps are determined in the course of the sampling phases, and the number of jumps in the course is detected. The modification value then corresponds to the number of hops, and the sampling frequency is obtained again by adding the base value and the modification value. To determine the sign of the modification value, determine whether the straight sections are increasing or decreasing in the local course.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Preferred developments of the invention are defined in the subclaims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die' beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
den Verlauf eines analogen Signals in Fig. 1A am Eingang eines digitalen Bildschirms, und einen zur Abtastung des analogen Eingangssignals idealen Abtasttakt in Fig. 1B;
Fig. 2
ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen einer Abtastfrequenz gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3
eine Darstellung eines Bildschirms mit aktivem Bild, in dem eine Mehrzahl von Meßbereichen, die zur Frequenzbestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung herangezogen werden, dargestellt sind;
Fig. 4
ein Beispiel für die Bestimmung eines schlechten Referenzwerts (Fig. 4A) und eines guten Referenzwerts (Fig. 4B), der zur Bestimmung der Abtastphasen herangezogen wird; und
Fig. 5
den örtlichen Verlauf der besten Abtastphasen für die Mehrzahl von Bereichen in Fig. 3.
Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1
the course of an analog signal in Fig. 1A at the input of a digital screen, and an ideal sampling clock for sampling the analog input signal in Fig. 1B;
Fig. 2
a block diagram of a device for generating a sampling frequency according to a preferred embodiment of the present invention;
Fig. 3
an illustration of an active image screen in which a plurality of measuring ranges, which are used for frequency determination according to the present invention, are shown;
Fig. 4
an example of the determination of a bad reference value (FIG. 4A) and a good reference value (FIG. 4B) used to determine the sampling phases; and
Fig. 5
the local history of the best sampling phases for the plurality of regions in FIG. 3.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. Anschließend erfolgt unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 dargestellte Blockdiagramm eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens.Hereinafter, a preferred embodiment of the device according to the invention will be explained in more detail with reference to FIG. 2. Subsequently, with reference to the block diagram shown in Fig. 2, a detailed description of the preferred embodiments of the method according to the invention.

In Fig. 2 ist das Blockdiagramm einer Steuereinrichtung dargestellt, wie sie beispielsweise in der Eingangsstufe eines digitalen Bildschirms, beispielsweise eines LCD-Bildschirms, Verwendung findet.In Fig. 2, the block diagram of a control device is shown, as used for example in the input stage of a digital screen, such as an LCD screen, use.

Die Vorrichtung umfaßt einen Analog/Digital-Wandler (ADW) 100, der an einem Eingang 102 ein analoges Eingangssignal, beispielsweise ein analoges Videosignal von einer Graphikkarte eines Computers bzw. Rechners empfängt. An einem Takteingang 104 empfängt der Analog/Digital-Wandler 100 ein Taktsignal, basierend auf dem der Analog/Digital-Wandler eine Abtastung der am Eingang 102 empfangenen analogen Signale durchführt. Die erzeugten, digitalisierten Signale werden durch den Analog/Digital-Wandler 100 an dessen Datenausgang 106 bereitgestellt. Die durch den Analog/Digital-Wandler 100 erzeugten Daten werden am Ausgang 106 desselben einer Datenleitung 108 bereitgestellt. Das am Takteingang 104 des Analog/Digital-Wandlers 100 anliegende Taktsignal wird auf einer Taktleitung 110 geführt. Die Datenleitung 108 und die Taktleitung 110 erstrecken sich weiter zum Anzeigeelement des digitalen Bildschirms, um demselben die zur Anzeige erforderlichen Datensignale und Taktsignale bereitzustellen.The apparatus includes an analog-to-digital converter (ADC) 100 which receives at an input 102 an analog input signal, such as an analog video signal, from a graphics card of a computer. At a clock input 104, the analog-to-digital converter 100 receives a clock signal based on which the analog-to-digital converter performs a sampling of the analog signals received at the input 102. The generated digitized signals are provided by the analog-to-digital converter 100 to its data output 106. The data generated by the analog-to-digital converter 100 is provided at the output 106 thereof to a data line 108. The clock signal applied to the clock input 104 of the analog / digital converter 100 is conducted on a clock line 110. The data line 108 and the clock line 110 continue to extend to the display element of the digital display to provide the data signals and clock signals necessary for display.

Ferner umfaßt die Anordnung gemäß der Fig. 2 einen Taktgenerator 112, der an einem Steuereingang 114 ein Taktfrequenzsteuersignal empfängt. An einem Ausgang 116 des Taktgenerators 112 gibt derselbe ein abhängig von dem am Steuereingang 114 anliegenden Steuersignal erzeugtes Taktsignal aus.Furthermore, the arrangement according to FIG. 2 comprises a clock generator 112, which receives a clock frequency control signal at a control input 114. At an output 116 of the clock generator 112, it outputs a clock signal which is generated as a function of the control signal applied to the control input 114.

Ein Phasenschieber 118 ist vorgesehen, der an einem Eingang 120 das von dem Taktgenerator 112 erzeugte Taktsignal empfängt. Ferner weist der Phasenschieber 118 einen Steuereingang 122 auf, an dem derselbe ein Steuersignal empfängt, welches eine Phasenverschiebung festlegt, mit der das vom Taktgenerator 112 empfangene Taktsignal zu beaufschlagen ist. Das phasenverschobene Taktsignal wird dann an einem Ausgang 124 des Phasenschiebers bereitgestellt. Der Ausgang des Phasenschiebers 124 ist über die Taktleitung 110 mit dem Eingang des Analog/Digital-Wandlers 100 verbunden.A phase shifter 118 is provided which receives at an input 120 the clock signal generated by the clock generator 112. Furthermore, the phase shifter 118 has a control input 122 at which it receives a control signal which defines a phase shift with which the clock signal received by the clock generator 112 is to be applied. The phase-shifted clock signal is then provided at an output 124 of the phase shifter. The output of the phase shifter 124 is connected to the input of the analog-to-digital converter 100 via the clock line 110.

Weiterhin umfaßt die Vorrichtung eine Regelung/Steuerung 126, die an einem ersten Eingang 128, der mit der Datenleitung 108 verbunden ist, das durch den Analog/Digital-Wandler erzeugte Datensignal empfängt. Die Steuerung ist wirksam, um an einem ersten Steuerausgang 130 das Taktfrequenzsteuerungssignal bereitzustellen. Ebenso ist die Steuerung 126 wirksam, um an einem zweiten Steuerausgang 132 das die Phasenverschiebung festlegende Signal für den Phasenschieber 118 bereitzustellen.Furthermore, the apparatus includes a controller 126 which receives, at a first input 128 connected to the data line 108, the data signal generated by the analog-to-digital converter. The controller is operative to provide the clock frequency control signal at a first control output 130. Similarly, the controller 126 is operative to provide the phase shift defining signal to the phase shifter 118 at a second control output 132.

Die Steuerung 126 arbeitet gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Ansteuersignale für den Taktgenerator und den Phasenschieber beispielsweise aufgrund von in der Steuerung 126 implementierten Ablaufsteuerungen/Algorithmen durchgeführt werden. Ferner umfaßt die Steuerung 126 eine Signalverarbeitungseinheit, um die am Eingang 128 empfangenen Datensignale zu verarbeiten und auszuwerten.The controller 126 operates in accordance with the method of the invention, wherein the control signals for the clock generator and the phase shifter required for carrying out the method according to the invention are carried out, for example, on the basis of sequences / algorithms implemented in the controller 126. Further, the controller 126 includes a signal processing unit to process and evaluate the data signals received at the input 128.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung näher erläutert.Hereinafter, a preferred embodiment of the method according to the invention will be explained in more detail with reference to the device shown in FIG.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht, wie oben beschrieben wurde, davon aus, daß eine dem digitalen Bildschirm signalisierte ideale Abtastfrequenz zur Neuabtastung des analogen Eingangssignals durch den Analog/Digital-Wandler 100 nicht die tatsächliche Frequenz des digitalen Signals war, welches dem analogen Signal zugrunde lag. Vielmehr ist damit zu rechnen, daß aufgrund der Toleranzen der verwendeten Graphikkarte zur Erzeugung des analogen Signals Abweichungen von der idealen Frequenz im Bereich von maximal 1 % bis 5 % existieren. Diese Abweichung macht es erforderlich, eine Modifikation der idealen Abtastfrequenz durchzuführen, um eine Neuabtastung/Neudigitalisierung des analogen Eingangssignals derart durchzuführen, daß ein durch die analogen Eingangsdaten definiertes Bild ordnungsgemäß, insbesondere ohne sichtbare Fehler, auf dem digitalen Bildschirm angezeigt werden kann.The method according to the invention, as described above, assumes that an ideal sampling frequency signaled to the digital screen for resampling the analog input signal by the analog / digital converter 100 was not the actual frequency of the digital signal underlying the analog signal. Rather, it is to be expected that due to the tolerances of the graphics card used to generate the analog signal deviations from the ideal frequency in the range of a maximum of 1% to 5% exist. This deviation makes it necessary to perform a modification of the ideal sampling frequency to perform resampling / re-digitization of the analog input signal such that an image defined by the analog input data is properly, in particular without visible errors, can be displayed on the digital screen.

Zur Bestimmung der erforderlichen Frequenz zur Abtastung der Eingangsdaten, die durch eine bestimmte Vorrichtung (Graphikkarte) erzeugt werden, werden erfindungsgemäß Bereiche des analogen Signals betrachtet, welche sich wiederholen. Tatsächlich werden für das erfindungsgemäße Verfahren statische Rahmen (Frames) verwendet, und in diesem gleichen Rahmen wird beispielsweise eine einzelne oder mehrere Bildschirmzeilen betrachtet. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird also vorzugsweise das gleiche Bild/der gleiche Rahmen für eine Mehrfachabtastung zur Bestimmung der optimalen Abtastfrequenz bereitgestellt. Ferner gilt, daß die Periode des Abtasttaktes, welcher dem Analog/Digital-Wandler 100 bereitgestellt wird, ein ganzzahliger Teiler der Zeitdauer des sich wiederholenden Bereichs des analogen Signals ist, wobei die horizontale Periode ein Vielfaches der Pixelperiode ist, welche mittels einer PLL-Schaltung erzeugt wird.In order to determine the frequency required to scan the input data generated by a specific device (graphics card), according to the invention, regions of the analog signal are considered which are repeated. In fact, static frames are used for the method according to the invention, and in this same frame, for example, a single or several screen lines are considered. For the method according to the invention, therefore, preferably the same image / frame is provided for multiple sampling to determine the optimum sampling frequency. Further, the period of the sampling clock provided to the analog-to-digital converter 100 is an integer divisor of the period of the repetitive portion of the analog signal, the horizontal period being a multiple of the pixel period, which is provided by a PLL circuit is produced.

Mittels der in Fig. 2 dargestellten Regel- und Meßschleife kann nun die Abtastfrequenz und auch die Abtastphase aus den digitalen Videodaten auf der Datenleitung 108 ermittelt werden.By means of the regulating and measuring loop shown in FIG. 2, the sampling frequency and also the sampling phase from the digital video data on the data line 108 can now be determined.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Abtastfrequenz setzt hierbei auf ein Verfahren zur Bestimmung der besten/schlechtesten Abtastphase auf, ist aber unabhängig davon, wie diese beste/schlechteste Abtastphase tatsächlich bestimmt wird. Beispielsweise kann zur Bestimmung der besten oder schlechtesten Abtastphase auf die in der Beschreibungseinleitung genannten U.S.-Patente 6,268,848 bzw. 6,147,668 zurückgegriffen werden, welche zwei Ansätze zur Bestimmung der besten/schlechtesten Abtastphase offenbaren. Für die Frequenzbestimmung kann sowohl ein Verfahren, welches die schlechteste Abtastphase bestimmt, oder ein Verfahren, welches die beste Abtastphase bestimmt, verwendet werden.The inventive method for determining the sampling frequency is based on a method for determining the best / worst sampling phase, but is independent of how this best / worst sampling phase is actually determined. For example, to determine the best or worst sampling phase, reference may be made to US Pat. Nos. 6,268,848 and 6,147,668, respectively, which disclose two approaches for determining the best / worst sampling phase. For the frequency determination, both a method which determines the worst sampling phase, or a Method that determines the best sampling phase can be used.

In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird davon ausgegangen, daß für die Frequenzbestimmung ein Verfahren herangezogen wird, welches die beste Abtastphase bestimmt. Ein Verfahren, welches auf der Bestimmung der schlechtesten Abtastphase basiert, ist analog anwendbar.In the following description of the preferred embodiments, it is assumed that a method is used for determining the frequency, which determines the best sampling phase. A method based on determining the worst sampling phase is analogously applicable.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine "Messung" (Abtastung) der am Eingang 102 des Analog/Digital-Wandlers 100 anliegenden analogen Daten des stationären Rahmens mit einer frei gewählten Abtastfrequenz durchgeführt. Basierend auf den erhaltenen Datensignalen erfolgt dann eine Berechnung eines Fehlers, welcher die Abweichung der gewählten Abtastfrequenz zur bekannten, idealen Abtastfrequenz (siehe oben) angibt. Hinsichtlich der frei gewählten Abtastfrequenz ist festzuhalten, daß diese grundsätzlich beliebig gewählt werden kann. Um ein Ergebnis jedoch in kurzer Zeit, als nach kurzer Berechungsdauer, zu erhalten, wird die frei wählbare Abtastfrequenz gewählt, um in etwa der erwarteten Abweichung zu entsprechen. Vorzugsweise wird die frei wählbare Abtastfrequenz gewählt, um einer erwarteten Frequenz zu entsprechen. Werden beispielsweise für eine verwendete Graphikkarte Abweichungen von der optimalen Frequenz im Bereich von ±1 % bis ±5 % erwartet, so ist die frei gewählte Abtastfrequenz vorzugsweise in diesem Bereich um die optimale Abtastfrequenz gewählt.To carry out the method according to the invention, a "measurement" (sampling) of the analog data of the stationary frame applied to the input 102 of the analog / digital converter 100 is first performed with a freely selected sampling frequency. Based on the received data signals then takes place a calculation of an error indicating the deviation of the selected sampling frequency to the known, ideal sampling frequency (see above). With regard to the freely selected sampling frequency, it should be noted that this principle can be chosen arbitrarily. However, in order to obtain a result in a short time, as after a short calculation period, the freely selectable sampling frequency is chosen to correspond approximately to the expected deviation. Preferably, the arbitrary sampling frequency is chosen to correspond to an expected frequency. If, for example, deviations from the optimum frequency in the range of ± 1% to ± 5% are expected for a graphics card used, then the freely selected sampling frequency is preferably selected in this range around the optimum sampling frequency.

Nachdem der sich wiederholende analoge Signalbereich M Abtasttakte breit ist, kann die Abtastfrequenz als M Takte angegeben werden, wobei beim bevorzugten Ausführungsbeispiel M die Anzahl der Pixel pro horizontaler Zeile des digitalen Bildschirms ist.After the repetitive analog signal range M sampling clocks is wide, the sampling frequency may be indicated as M clocks, in the preferred embodiment M being the number of pixels per horizontal line of the digital display.

Zur Frequenzermittlung, also zur Ermittlung der tatsächlichen Abtastfrequenz, wird nun in dem aktiven Bildschirmbereich eine Mehrzahl von N Bereichen (N ≥ 2) ausgewählt. In Fig. 3 ist ein Bildschirm dargestellt, der ein aktives Bild darstellt, in dem eine Mehrzahl von Meßbereichen gezeigt sind.In order to determine the frequency, that is to say to determine the actual sampling frequency, a plurality of N regions (N ≥ 2) is now selected in the active screen region. In Fig. 3, a screen is shown representing an active image in which a plurality of measurement areas are shown.

Fig. 3 zeigt schematisch den Anzeigebereich 134 des digitalen Bildschirms, der, wie oben beschrieben, M Pixel breit ist, also M Pixel in jeder horizontalen Zeile aufweist. Weiter ist in Fig. 3 ein auf dem Bildschirm 134 dargestelltes aktives Bild 136 gezeigt. In dem aktiven Bild 136 sind eine Mehrzahl von Meßbereichen 1380 bis 1386 gezeigt. Diese Bereiche 1380 bis 1386 werden zur Frequenzermittlung herangezogen. In diesen Bereichen wird die beste Abtastphase bestimmt, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind sieben Bereiche 1380 bis 1386 gezeigt, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Anzahl beschränkt ist. Tatsächlich ist es ausreichend, wenn zumindest zwei Bereiche ausgewählt werden, wobei die Genauigkeit jedoch mit zunehmender Anzahl der ausgewählten Bereiche steigt. Die Bereiche 1380 bis 1386 sind ferner hinsichtlich der Position abhängig von dem erwarteten Frequenzfehler gewählt, nämlich so, daß diese abhängig von dem erwarteten Frequenzfehler in Zeilenrichtung einen vorbestimmten Abstand aufweisen. Zwei in Zeilenrichtung aufeinanderfolgend bzw. benachbart angeordnete Bereiche sollten einen Abstand aufweisen, der kleiner oder gleich dem vorbestimmten Abstand ist, wobei dieser im Regelfall abhängig von dem angenommenen Fehler bei der Abtastung in einer entsprechenden Anzahl von Pixeln definiert ist.Fig. 3 shows schematically the display area 134 of the digital screen, which, as described above, is M pixels wide, ie has M pixels in each horizontal line. Further shown in FIG. 3 is an active image 136 displayed on the screen 134. In the active image 136, a plurality of measurement areas 138 0 to 138 6 are shown. These areas 138 0 to 138 6 are used for frequency determination. In these areas, the best sampling phase is determined, as will be described below. In the embodiment shown in Fig. 3, seven areas 138 0 to 138 6 are shown, but the present invention is not limited to this number. In fact, it is sufficient if at least two areas are selected, but the accuracy increases as the number of selected areas increases. The areas 138 0 to 138 6 are also selected in position depending on the expected frequency error, namely, such that they are a predetermined distance depending on the expected frequency error in the row direction. Two consecutively arranged rows in the row direction should have a distance which is less than or equal to the predetermined distance, which is defined as a rule depending on the assumed error in the sampling in a corresponding number of pixels.

Ferner werden vorzugsweise die Bereiche so gewählt, daß hier Bildbereiche bestimmt sind, in denen die beste Abtastphase am leichtesten zu bestimmen ist, was beispielsweise in Bereichen mit hohem Kontrast sehr einfach möglich ist. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist es nicht zwingend erforderlich, daß alle Meßbereiche 1380 bis 1386 der gleichen Zeile des Bildes zugeordnet sind. Diese können tatsächlich auch, wie im konkreten Anwendungsfall dargestellt ist, in verschiedenen Zeilen angeordnet sein.Furthermore, the regions are preferably selected such that image regions are determined in which the best sampling phase is the easiest to determine, which is very easily possible, for example, in regions with high contrast. As can be seen from Fig. 3, it is not mandatory required that all measuring ranges 138 0 to 138 6 are assigned to the same line of the image. In fact, these can also be arranged in different lines, as shown in the concrete case of application.

In den beispielsweise in Fig. 3 bestimmten Bereichen 1380 bis 1386 wird nun erfindungsgemäß zunächst eine beste Abtastphase bestimmt. Die beste Abtastphase wird mit dem nachfolgend näher beschriebenen Verfahren bestimmt.In the regions 138 0 to 138 6 determined, for example, in FIG. 3, a best sampling phase is now determined according to the invention. The best sampling phase is determined by the method described in more detail below.

Über die festgelegten Bereiche 1380 bis 1386 des sich wiederholenden Bereichs des digitalisierten Eingangssignals wird ein sogenannter Referenzwert RW errechnet. Für dieselben Unterbereiche - das analoge Signal wiederholt sich ja - werden mit verschiedenen Abtastphasen die zugehörigen Referenzwerte bestimmt. In diesem Fall ist die Steuerung 126 (siehe Fig. 2) wirksam, um am Ausgang 130 das Frequenzsteuersignal konstant zu halten, und am Ausgang 132 verschiedene Phasenverschiebungssignale für die verschiedenen Berechnungsabschnitte bereitzustellen. Für die beste Phaseneinstellung in einem Bereich ergibt sich dann der maximale oder größte Referenzwert, wohingegen sich für die schlechteste Phaseneinstellung der minimale/niedrigste Referenzwert einstellt.A so-called reference value RW is calculated over the specified ranges 138 0 to 138 6 of the repetitive range of the digitized input signal. For the same subareas - the analog signal repeats itself - the associated reference values are determined with different sampling phases. In this case, the controller 126 (see FIG. 2) is operative to keep the frequency control signal constant at the output 130 and to provide at the output 132 different phase shift signals for the various computation sections. The best phase setting in one range will then give the maximum or maximum reference value, whereas for the worst phase setting, the minimum / lowest reference value will be set.

Der Referenzwert berechnet sich aus der Summe der absoluten Differenz zweier aufeinanderfolgenden Abtastwerte aller in einem der Meßbereiche befindlichen Abtastwerte. Der Meßbereich kann bis zu einer Messung von zwei Abtastwerten klein sein oder sich über mehrere Zeilen eines Rahmens erstrecken.The reference value is calculated from the sum of the absolute difference of two consecutive samples of all samples located in one of the measuring ranges. The measuring range may be small up to a measurement of two samples or may extend over several lines of a frame.

Der Referenzwert berechnet sich gemäß der folgenden Berechnungsvorschrift: R W = n | X n X n + 1 |

Figure imgb0001

RW = Referenzwert,
n = Anzahl der Abtastwerte in dem betrachteten Bereich,
x = Intensitätswert eines abgetasteten Pixels.The reference value is calculated according to the following calculation rule: R W = Σ n | X n - X n + 1 |
Figure imgb0001

RW = reference value,
n = number of samples in the considered area,
x = intensity value of a sampled pixel.

Dieser Referenzwert ist somit ein Wert, welcher mit größer werdendem Kontrast größer wird. Die beste Abtastphase ist diejenige Abtastphase, bei der der Kontrast einen höchsten/maximalen Wert annimmt. Der Vorteil des gerade beschriebenen Verfahrens zur Referenzwertberechnung besteht darin, daß hier kein Zeilen- oder Bildspeicher erforderlich ist, um zu erkennen, ob der Kontrast mit geänderter Phase besser oder schlechter wird.This reference value is thus a value which increases with increasing contrast. The best sampling phase is that sampling phase where the contrast takes a maximum / maximum value. The advantage of the method for reference value calculation just described is that no line or frame memory is required here in order to detect whether the contrast with changed phase becomes better or worse.

Um kleine Unterschiede, z. B. analoges Rauschen, zu unterdrücken, kann vorgesehen sein, nur diejenigen Differenzen aufzusummieren, welche größer sind als ein vorbestimmter Schwellenwert.To small differences, z. As analog noise, can be provided to sum up only those differences which are greater than a predetermined threshold.

In Fig. 4 ist ein Beispiel für die Bestimmung eines guten und eines schlechten Referenzwerts dargestellt. In Fig. 4A ist eine Abtastung des analogen Eingangssignals mit einer festen Abtastfrequenz (siehe Periode T) gezeigt, bei der die Abtastphase so gewählt ist, daß sich bei der Abtastung zwei benachbarte digitale Werte von 0,8 und 0,3 ergeben, was zu einem Referenzwert von 0,5 führt.FIG. 4 shows an example of the determination of a good and a bad reference value. In Fig. 4A, a sampling of the analog input signal with a fixed sampling frequency (see period T) is shown, in which the sampling phase is selected so that the sampling results in two adjacent digital values of 0.8 and 0.3, resulting in a reference value of 0.5.

In Fig. 4B ist die Abtastung des gleichen analogen Signals mit der gleichen Frequenz (siehe Periode T) dargestellt, jedoch mit einer Abtastphase, die zu einem digitalen Abtastwert von 1,0 und einem benachbarten Abtastwert von 0,0 führen, so daß sich ein großer Referenzwert von RW = 1,0 ergibt, was einen hohen Kontrast zwischen den zwei abgetasteten Punkten im analogen Signal wiederspiegelt. In Fig. 4A ist somit eine Abtastung mit einer schlechten Abtastphase dargestellt, und in Fig. 4B ist die Abtastung mit einer guten Abtastphase dargestellt. Unter der Annahme, daß der in Fig. 4B erreichbare Referenzwert der maximale Referenzwert ist, wird dieser dann für den betrachteten Bereich dem weiteren Verfahren zugrundegelegt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der anstelle der besten Abtastphase die schlechteste Abtastphase verwendet würde, würde anstelle der Verwendung des in Fig. 4B bestimmten Referenzwerts der in Fig. 4A bestimmte Referenzwert als minimaler Referenzwert weiterverwendet.In Fig. 4B, the sampling of the same analog signal at the same frequency (see period T) is shown, but with a sampling phase leading to a digital sample of 1.0 and an adjacent sample of 0.0, so that a large reference value of RW = 1.0, which reflects a high contrast between the two sampled points in the analog signal. Thus, Fig. 4A shows a sample having a bad sampling phase, and Fig. 4B shows the sample having a good sampling phase. Assuming that the reference value achievable in FIG. 4B is the maximum reference value, this is then taken as the basis for the further method for the considered range. In one embodiment In the present invention, where the worst sampling phase was used instead of the best sampling phase, instead of using the reference value determined in Fig. 4B, the reference value determined in Fig. 4A would be used as the minimum reference value.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können für dieselben Unterbereiche mit der gleichen Phaseneinstellung verschiedene Messungen durchgeführt werden, um für jeden der Bereiche eine Mehrzahl von Referenzwerten zu erhalten. In jedem Bereich werden dann die Differenzen der verschiedenen Referenzwerte gebildet. Ein maximaler Differenzwert zeigt in einem Bereich die schlechteste Phaseneinstellung an, und ein minimaler Differenzwert zeigt in einem Bereich die beste Phaseneinstellung an. Grund hierfür ist der Abtasttaktjitter, da sich das analoge Signal im Bereich der besten Abtastung am wenigsten verändert, ergibt sich dort auch die geringste Differenz. Genauer gesagt wird erfindungsgemäß bei diesem Ausführungsbeispiel zunächst eine erste Messung in jedem der betrachteten Bereiche bei einer festgelegten Abtastphase und einer festgelegten Frequenz durchgeführt. Anschließend wird eine zweite Messung in jedem der betrachteten Bereiche durchgeführt. Anschließend erfolgt eine Erzeugung der Differenz der durch die ersten und zweiten Messung erhaltenen Meßwerte. Die vorhergehenden Schritte werden bei verschiedenen Phaseneinstellungen wiederholt, um eine Mehrzahl von Differenzwerten zu erhalten, aus denen der maximale Differenzwert, der einen minimalen Kontrast anzeigt, oder der minimale Differenzwert, der einen maximalen Kontrastwert anzeigt, für jeden Bereich ausgewählt werden.In an alternative embodiment, different measurements may be taken for the same sub-regions with the same phase setting to obtain a plurality of reference values for each of the regions. In each area the differences of the different reference values are formed. A maximum difference value indicates the worst phase setting in a range, and a minimum difference value indicates the best phase setting in a range. The reason for this is the sampling clock jitter, since the analog signal changes the least in the area of the best sampling, there is also the smallest difference. More specifically, according to the present invention, in this embodiment, first, a first measurement is made in each of the areas under consideration at a predetermined sampling phase and frequency. Subsequently, a second measurement is performed in each of the considered areas. Subsequently, the difference between the measured values obtained by the first and second measurements is generated. The foregoing steps are repeated at different phase settings to obtain a plurality of difference values from which the maximum difference value indicating a minimum contrast or the minimum difference value indicating a maximum contrast value are selected for each area.

Nachdem nun für jeden der Bereiche die beste Abtastphase oder schlechteste Abtastphase erzeugt und bestimmt wurde, wird nun basierend auf den so erfaßten Abtastphasen die Frequenzbestimmung durchgeführt. Hierfür werden die erhaltenen Meßwerte graphisch in einem Koordinatensystem dargestellt. Hierzu wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, als x-Wert (Abszisse) die Nummer des mittleren Abtastwerts des Meßbereichs verwendet, und an der y-Achse (Ordinate) wird die diesem Bereich zugeordnete und bestimmte Abtastphase eingezeichnet. Somit ergeben sich für die betrachteten Abtastwerte die in Fig. 5 aufgezeichneten besten/schlechtesten Phasenwerte, die auf die oben beschriebene Art und Weise bestimmt wurden.Now that the best sampling phase or worst sampling phase has been generated and determined for each of the regions, the frequency determination is now carried out based on the sampling phases thus detected. For this purpose, the measured values obtained are displayed graphically in a coordinate system. For this purpose, as shown in Fig. 5, as x-value (Abscissa) uses the number of the middle sample of the measuring range, and on the y-axis (ordinate), the sampling phase associated with this range is plotted. Thus, for the samples under consideration, the best / worst phase values recorded in Fig. 5 are determined in the manner described above.

Die so über der x-Achse aufgetragenen Punkte betreffend die besten Abtastphasen werden dann mit einer Geraden verbunden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und mittels bekannter mathematischer Verfahren wird nun die Steigung S der Geraden in Grad pro Abtastwert ermittelt. Beispielsweise wird die Steigung gemäß der folgenden Berechnungsvorschrift bestimmt: S = Δ deg Δ x

Figure imgb0002
The points on the best sampling phases thus plotted along the x-axis are then connected with a straight line, as shown in FIG. 5, and the slope S of the straight lines in degrees per sample is now determined by means of known mathematical methods. For example, the slope is determined according to the following calculation rule: S = Δ ° Δ x
Figure imgb0002

Bei der Berechnung von S sind jedoch Sprünge zu berücksichtigen, bei denen die Abtastphasenwerte zwischen einem minimalen (0 deg) und einem maximalen (360 deg) Wert springen, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.However, in calculating S, jumps are to be considered in which the sampling phase values jump between a minimum (0 deg) and a maximum (360 deg) value, as indicated in FIG.

Nachdem die Steigung der Geraden bestimmt wurde, kann die richtige Abtastfrequenz gemäß der nachfolgenden Berechnungsvorschrift bestimmt werden: M n = M + Δ M mit Δ M = INT ( S M 360 deg + 0 , 5 )

Figure imgb0003

mit:

  • M = idealer Abtastwert,
  • ΔM = Modifikationswert,
  • S = Steigung, und
  • Mn = korrigierter Frequenzwert.
After the slope of the line has been determined, the correct sampling frequency can be determined according to the following calculation rule: M n = M + Δ M With Δ M = INT ( S M 360 ° + 0 . 5 )
Figure imgb0003

With:
  • M = ideal sample,
  • ΔM = modification value,
  • S = slope, and
  • Mn = corrected frequency value.

Alternativ kann die korrigierte oder richtige Abtastfrequenz auch dadurch bestimmt werden, daß die Anzahl der Sprünge in dem Verlauf der Abtastphasen in den M Abtasttakten bestimmt wird. Dieser Wert entspricht dann dem Absolutwert von ΔM. Das Vorzeichen wird bestimmt, indem festgestellt wird, ob die Gerade steigend oder fallend ist.Alternatively, the corrected or correct sampling frequency can also be determined by determining the number of hops in the course of the sampling phases in the M sampling clocks. This value then corresponds to the absolute value of ΔM. The sign is determined by determining whether the line is increasing or decreasing.

Ist die Abtastfrequenz korrekt eingestellt, ergibt sich nun für jeden der N Bereiche die beste Abtastphase.If the sampling frequency is set correctly, the best sampling phase now results for each of the N ranges.

Claims (14)

  1. Method for determining a frequency for the sampling of an analog signal provided to a digital screen (132), so as to display an image (136) on the digital screen, comprising the following steps:
    (a) establishing at least two areas (1380 to 1386) succeeding in line direction in the image (136) to be displayed;
    (b) determining a sample phase in each of the established areas (1380 to 1386), for which a contrast in the established area (1380 to 1386) is a maximum or a minimum;
    (c) determining a local course of the sample phase in line direction, based on the sample phases determined in step (b), in the established areas (1380 to 1386) ; and
    (d) determining the sampling frequency (Mn) based on a base value (M) and a modification value (ΔM), which is derived from the local course of the sample phase determined in step (c).
  2. Method in accordance with claim 1, wherein step (c) comprises the following steps:
    (c.1) determining a straight line on which the sample phases determined in step (b) lie;
    (c.2) determining the slope (S) of the straight line; and
    wherein the step (d) comprises the following steps:
    (d.1) determining the modification value ΔM based on the slope (S) of the straight line; and
    (d.2) determining the sampling frequency (Mn) by adding the base value (M) and the modification value (ΔM).
  3. Method in accordance with claim 2, wherein the modification value (ΔM) is determined in accordance with the following calculating rule:
    Figure imgb0006
    where:
    ΔM = modification value
    S = slope of the straight line, and
    M = base value.
  4. Method in accordance with claim 1, wherein step (c) comprises the following steps:
    (c.1) determining straight sections and leaps in the local course of the sample phase; and
    (c.2) determining the number of leaps in the local course of the sample phase, with the course changing at a leap between a maximum value and a minimum value of the sample phase; and
    wherein step (d) comprises the following steps:
    (d.1) determining the modification value (ΔM) based on the number of leaps; and
    (d.2) determining the sampling frequency (Mn) by adding the base value (M) and the modification value (ΔM), with the sign of the modification value (ΔM) being positive or negative, depending on whether the straight sections of the local course of the sample phase are rising or falling.
  5. Method in accordance with one of claims 1 to 4, wherein step (b) for each of the established areas (1380 to 1386) comprises the following steps:
    (b.1) determining a plurality of reference values (RV) for various sample phases each at the same sampling frequency, with the reference value (RV) being defined by the absolute difference of at least two succeeding intensity values (Xn, Xn-1) in the established areas (1380 to 1386), and
    (b.2) selecting a maximum reference value or a minimum reference value from the plurality of established reference values (RV), with a maximum reference value defining a contrast with a maximum value, and with a minimum reference value defining a contrast with a minimum value.
  6. Method in accordance with claim 5, wherein the reference value is determined in accordance with the following calculating rule:
    Figure imgb0007
    RV = reference value,
    n = number of sample values in the area considered, and
    X = intensity value of a sampled pixel.
  7. Method in accordance with claim 6, wherein a difference value will only contribute to the reference value (RV), if the difference value exceeds a predetermined threshold.
  8. Method in accordance with one of claims 1 to 4, wherein step (b) comprises the following steps:
    (b.1) carrying out a first measurement in each of the considered areas (1380 to 1386) at an established sample phase and an established sampling frequency, so as to obtain a first reference value;
    (b.2) carrying out a second measurement in each of the considered areas (1380 to 1386) at the established sample phase and the established sampling frequency, so as to obtain a second reference value;
    (b.3) for each of the considered areas, generating a difference of the first and the second reference value;
    (b.4) repeating the steps (b.1) to (b.3) at various phase-settings, so as to obtain a plurality of difference values;
    (b.5) for each of the considered areas (1380 to 1386), selecting the maximum difference value indicating a minimum contrast or the minimum difference value indicating a maximum contrast from the plurality of the obtained difference values.
  9. Method in accordance with one of claims 1 to 8, wherein step (a) includes establishing a multitude of areas (1380 to 1386), with the number of the areas being established in dependence on an accuracy of the resulting sampling frequency (Mn), and wherein the positions of the areas (1380 to 1386) comprise a predetermined distance in the line direction, which is established depending on an expected frequency error.
  10. Method in accordance with one of claims 1 to 9, wherein the areas established in step (a) are arranged in identical and/or different lines of the image (136).
  11. Method in accordance with one of claims 1 to 10, wherein the areas (1380 to 1386) established in step (a) are arranged in image areas having a high contrast.
  12. Apparatus for generating digital data from analog image data, so as to display an image (136) based on the analog image data on a digital screen (134), comprising:
    an A/D converter (100) including a data input (102) for receiving the analog image data, a data output (106) for outputting the digital image data, and a clock input (104);
    a clock generator (112) including a clock output (116) for outputting a clock signal, and a control input (114) for receiving a clock frequency control signal;
    a phase-shifter (118) including a clock input (120) for receiving the clock signal from the clock generator (112), a clock output (124) for outputting a phase-shifted clock signal to the clock input (104) of the A/D converter (100), and a control terminal (122) for receiving a control signal establishing a phase-shift; and
    a control (126) having an input (128) for receiving the digital data from the A/D converter (100), a first control output (130) for outputting the clock frequency control signal to the clock generator (112), and a second control output (132) for outputting the signal establishing the phase-shift to the phase-shifter (118), with the control means (126) being operative in order to carry out the following steps based on the digital data provided at the input (128),
    - establishing at least two areas (1380 to 1386) succeeding in line direction in the image (134) to be displayed,
    - determining in each of the areas a sample phase, for which a contrast in the established area is a maximum or a minimum,
    - determining a local course of the sample phase in the line direction based on the determined sample phases,
    - determining the sampling frequency (Mn) based on a base value (M) and a modification value (ΔM) which is derived from the local course of the sample phase, and
    - generating the clock frequency control signal corresponding to the determined sampling frequency (Mn).
  13. Apparatus in accordance with claim 12, wherein the control for determining the sample phase in each of the areas effects a plurality of samples of each area (1380 to 1386), so as to obtain a plurality of reference values (RV) for each of the areas, which is defined by the absolute difference of at least two succeeding intensity values,
    with the control, during the plurality of samples, changing the signal indicating the phase-shift at each sample and keeping the clock frequency control signal constant, and
    wherein the control selects a maximum reference value or a minimum reference value for each value (1380 to 1386) from the plurality of the obtained reference values (RV).
  14. Apparatus in accordance with claim 12, wherein the control for determining the sample phase is operative, so as to
    - carry out a first measurement in each of the considered areas (1380 to 1386) at an established sample phase and an established sampling frequency, so as to obtain a first reference value,
    - carry out a second measurement in each of the considered areas (1380 to 1386) at an established sample phase and an established sampling frequency, so as to obtain a second reference value,
    - repeat the first measurement and the second measurement at various phase-settings, and
    - select for each of the considered areas (1380 to 1386) the maximum difference value indicating a minimum contrast or the minimum difference value indicating a maximum contrast from the plurality of obtained difference values.
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