JP3952828B2 - Waveform display device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光面上に描画された波形を電気情報に変換する電子画像変換手段を用いた波形表示装置に関し、特に、表示される波形の輝線における特定幅にかかる輝度レベルの高さを調整する処理を行い、電気的波形の計測に好適とした波形表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、入力信号の電気的波形を計測するために、蛍光面に形成した描画を固体撮像部(CCD)によって電気情報に変換する電子画像変換装置が開発されており、この電子画像変換装置で得られた電気情報に基づいて、波形表示装置の表示画面に入力信号の波形を表示し、アナログオシロスコープを形成している。この電子画像変換装置に関して、例えば、特開平2−156162号公報に、その具体的に開示されているが、この電子画像変換装置における構成の概要について、図9を参照して説明する。
【0003】
その電子画像変換装置には、内部が真空に保たれている筐体1内に、電子ビームBを発生するための陰極、制御グリッド、加速電極、集束電極及びアスティグ電極を含む電子銃部2と、垂直偏向板及び水平偏向板が配置された偏向部3と、加速電極を有する後段加速部4とが備えられている。そして、筐体1の端部においては、電子ビームBを受光して電気情報に変換する画像変換出力部5が備えられている。
【0004】
ここで、電子ビームBの下流側である筐体1の後端部に備えられた画像変換出力部5は、主に、蛍光面51、後段加速電極52、光ファイバー・プレート(OFP)53、透明導電膜54、固体撮像部(CCD)55で構成されている。蛍光面51の背面側には、透明導電膜による後段加速電極52が設けられている。光ファイバー・プレート53は、光ファイバー束で形成され、筐体1の端部に形成されたガラスプレート部に、フリット(粉末ガラス)を介して支持されており、その入力端面が、後段加速電極52の蛍光面51と反対側の面に接して配置され、さらに、その出力端面において、固体撮像部55が近接又は密着されており、光ファイバー・プレート53からの出力光が該撮像部55に入力され、電子ビームBで蛍光面51上に描画された形に応じて発光した蛍光が、固体撮像部55によって電気情報に変換される。
【0005】
次に、上述した電子画像変換装置を用いて波形表示装置を構成した場合について、図10に示した。同図では、電子画像変換装置によって得られた電気情報について波形表示するための概略構成を、処理ブロックで示すものであり、波形表示装置は、電子画像変換装置の他に、入力信号処理部6、ビデオ信号変換処理部7、表示処理制御部8、そして、波形出力表示部9を備えている。波形出力表示部9には、測定信号情報を外部にビデオ信号として取り出せる機能等と共に、測定信号の波形を画面に表示する表示パネル10が供えられている。なお、図10においては、電子画像変換装置の構成は、図9に示されるとおりのものであるが、図示を簡単にするため、筐体1の端部に備えられた画像変換出力部5と、該出力部に含まれる固体撮像部55のみを示した。
【0006】
先ず、測定された入力信号は、波形表示装置の入力信号処理部6に入力される。入力信号処理部6では、測定チャンネルの切換えに応じたレベル調整や、入力信号に応じたスイープ情報・輝度情報が生成され、電子画像変換装置に供給される。これらの情報によって、電子画像変換装置の出力部5に備えられた蛍光面51上に入力信号の波形が描画される。
【0007】
そこで、蛍光面51は、描画された波形に応じた蛍光を発光するので、この蛍光が、光ファイバー・プレート53を介して、固体撮像部55に投射される。固体撮像部55では、投射された波形に応じた位置にある画素が当該蛍光を電気信号に変換する。ただ、蛍光が投射されない画素は、0レベルの電気信号を出力することになる。
【0008】
次いで、ビデオ信号変換処理部7は、固体撮像部55の画素面をスキャンしながら変換された電気信号を読み取り、該電気信号をビデオ信号に変換する。このときのスキャンは、固体撮像部55の画素面について、横方向の一ライン毎に上端から下端までの複数ラインで行われ、一つの画素面をスキャンして読み取られた電気信号が、1フレーム分のビデオ信号となる。
【0009】
このように作成されたビデオ信号は、通常、複数の連続するフレームで形成されたものとなり、このビデオ信号は、表示処理制御部8に伝送される。表示処理制御部8では、受信したビデオ信号を表示パネルに画像表示するため、ビデオ信号がディジタル化され、表示されるビデオ信号が編集処理される。その後、ビデオ信号は、アナログ信号に変換されて、波形出力表示装置9に伝送される。表示パネル10の画面には、固体撮像部55の画素面上に描画された入力信号に対応する波形が表示される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様にして、電子画像変換装置を用いた波形表示装置によって、測定された入力信号について、波形表示装置の表示パネル10に波形表示し、入力信号の波形を観測することができる。
【0011】
ところが、電子画像変換装置においては、描画された蛍光像を、固体撮像部のCCDによって電気信号に変換している。その描画手段として、電子ビームが採用され、その電子ビームが蛍光面に投射され、スキャンされる。電子ビームを蛍光面上でスキャンするときには、電子ビームを細く絞り込んで投射するが、この絞込みには、限界があり、電子ビームの蛍光面上に形成されるスポットの大きさは、固体撮像部を構成するCCD素子の大きさに比較して大きなものとなる。そのため、表示パネル上に表示される測定信号の波形による輝線は、或る程度の幅を持った太い線となる。
【0012】
ここで、表示パネル10において、入力信号に対する波形表示の例を、図11に示した。同図(a)の例では、図示を簡単化するため、入力信号が或る一定レベルを有した信号として示した。この入力信号は、表示パネル10の画面上では、水平な直線で表される。同図中では、表示パネル10の画面の横に、その直線の一部を拡大して示した。
【0013】
この拡大図に見られるように、表示パネル10の画面においては、入力信号としての波形情報が存在しない部分では、輝度レベルL0が、0であり、画面上では黒く表示される。なお、図11においては、図示の都合で、白黒を反転させてあり、黒部分を白く表現し、明るい部分を暗く表現している(以後、同様である)。入力信号の観測では、全体として一本の直線として把握できても、実際には、最も輝度が高いレベルL2を中心に、その上下に輝度がやや低いレベルL1の帯が形成され、描画した電子ビームの幅以上に太い輝線となっている。
【0014】
この現象は、電子画像変換装置における構造上の問題、例えば、固体撮像部が蛍光面からの散乱光に反応していることや、固体撮像部を構成するCCD自体の特性に起因している。そのため、上述したように、表示された輝線が、輝度レベルによっては、太い線として観測されたり、あるいは、明るい部分と暗い部分とがはっきりしない、又は、滲んだように観測されたりするという問題がある。
【0015】
さらに、この様な状況を改善するため、固体撮像部での輝度レベルを高くして、表示される波形を明瞭にしようとした場合には、図11(b)に示されるように、輝線幅の中央部分の輝度レベルL21は、高くなるものの、その高い部分を挟む両側の部分では、同図(a)の場合の輝線よりも幅がさらに広がるものとなる。この場合においても、幅の中央部で明るい線が表示されても、相変わらず明るい部分と暗い部分とがはっきりせず、さらに、滲みが広がって返って波形を観測し難くしているという問題がある。
【0016】
一方、画面表示の輝度を高くした場合に、輝線として本来表示されるべき線の輝度レベルL2も高くなるが、蛍光面からの散乱光も強くなり、結果として、輝度レベルL0が0であるべきところ、散乱光のレベルに応じた輝度レベルとなり、表示画面全体が明るくなってしまうことがある。この様な場合には、波形部分の輝度が高くても、表示画面としては、波形を観測し辛いものとしているという問題がある。
【0017】
この様なとき、波形を表す輝線として、最も輝度レベルの高い部分を残して、低い輝度レベルの部分を取り除けば、波形を明瞭に表示することができる。しかしながら、低い輝度レベルの部分を取り除く演算処理は、複雑なものとなる。このことは、測定された入力信号に対する応答特性が悪くなり、しかも、コストが嵩むことを意味することになるので、波形表示装置における処理として適したものでない。
【0018】
そこで、本発明の目的は、電子画像変換手段を利用して得られた入力信号による電気情報を波形表示する場合に、表示する波形の輝線における高い輝度レベル部分を他の輝度レベルに比べて相対的に高く調整することによって、表示される表示波形の輝線を強調した波形表示装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明による波形表示装置では、計測された入力信号に応じて偏向される電子ビームにより該入力信号の波形が描画される蛍光面と、該波形の描画で該蛍光面から発生する光の輝度レベルを電気信号に変換する固体撮像部とを有する電子画像変換手段と、前記固体撮像部をスキャンしながら取り出した前記電気信号に基づいてフレーム毎のビデオ信号データに変換するビデオ信号処理手段と、前記ビデオ信号データにおけるフレーム毎に前記輝度レベルの最小値を検出する検出部と、検出された該最小値を記憶する記憶部と、該最小値を検出した次のフレームのビデオ信号データの前記輝度レベルから該最小値を減算する減算部とを有する処理制御手段と、を備え、前記処理制御手段は、前記ビデオ信号データの前記最小値を零レベルに調整したビデオ信号データを生成し、該ビデオ信号データを波形表示手段に出力することとした。
【0020】
また、本発明による、入力信号の電気的波形を測定する波形表示装置では、計測された入力信号に応じて偏向される電子ビームにより該入力信号の波形が描画される蛍光面と、該波形の描画で該蛍光面から発生する光の輝度レベルを電気信号に変換する固体撮像部とを有する電子画像変換手段と、前記固体撮像部をスキャンしながら取り出した前記電気信号に基づいてフレーム毎のビデオ信号データに変換するビデオ信号処理手段と、前記ビデオ信号データにおけるフレーム毎に、当該フレームに含まれる波形データに係る前記輝度レベルの最大値を検出する検出部と、検出された該最大値を記憶する記憶部と、該最大値から特定範囲の輝度レベルに該当する次フレームに含まれる波形データに対して所定の係数を乗算する乗算部とを有する処理制御手段と、を備え、前記処理制御手段は、前記波形データの輝度レベルを調整したビデオ信号データを生成し、該ビデオ信号データを波形表示手段に出力することとした。
【0021】
そして、前記特定範囲は、検出された前記最大値から所定値だけ下回る範囲で設定されることとし、前記特定範囲には、検出された前記最大値以下において複数の範囲が設定され、前記乗算部は、前記複数の範囲に対応して異なる大きさに設定された前記係数を前記ビデオ信号データの前記波形データに乗算することとした。
【0022】
さらに、前記処理制御手段は、前記ビデオ信号データに含まれる輝度レベルをフレーム毎に前記複数の範囲に判別するレベル判別部と、判別された該範囲に応じた大きさの前記係数を出力するレベル調整部とを有し、前記乗算部は、前記レベル調整部から出力された前記係数を前記波形データに乗算することとし、特に、前記ビデオ信号データの1フレームにおける輝度レベルの最大値が所定値以下であるとき、前記レベル判別部に前記ビデオ信号データを入力させる選択部を設けた。
【0023】
前記処理制御手段は、順次入力される前記ビデオ信号データに含まれるデータの前後を逐次にレベル比較するレベル比較部を有し、該レベル比較部が、次々大きくなり、次いで下がり出したデータ列を検出したとき、前記ビデオ信号データに含まれる前記波形データとすることとし、さらに、前記処理制御手段は、順次入力される前記ビデオ信号データの前記波形データにおける輝度レベルの最大値が検出されたときに所定係数を出力する最大値検出部と、前記ビデオ信号データを所定量だけ遅延させる遅延処理部と、該遅延された前記ビデオ信号データの前記波形データに前記所定量を乗算する乗算部とを備えることとした。
【0024】
【作用】
本発明によれば、計測された入力信号に応じて電気信号に変換する電子画像変換手段を利用した波形表示装置において、計測された入力信号を描画した固体撮像画面から取り出されたビデオ信号データが生成され、該ビデオ信号データに関する輝度レベル調整処理として、ビデオ信号データの1フレームに含まれるデータのうちで最も小さい輝度レベルが検出され、該輝度レベルを、全データの輝度レベルから減算するようにしたので、画面表示の輝度を上げたときに、画面全体が明るくなることを抑えることができる。
【0025】
ビデオ信号データの1フレームに含まれるデータのうちで最大輝度レベルのデータが検出されるので、輝線に係る輝度レベルプロフィールの頭頂部の輝度レベルを強調できるので、輝度を上げて信号波形を表示したとき、輝線の周辺の輝度レベルが上昇しても、波形本来の輝線を強調することができる。
【0026】
ビデオ信号データに含まれるデータの輝度レベルに応じて当該データに対する輝度レベルの大きさを変えて強調するようにしたので、輝度を下げて表示するとき、暗い輝線の中心部分のみを明るく表示することができる。
【0027】
そして、ビデオ信号データに含まれる輝線に係るデータから輝度レベルのピーク部分が検出され、該ピーク部分に対してのみ、その輝度レベルを強調するようにしたので、暗く表示される矩形波信号の垂直な輝線に対して、波形本来の輝線を強調することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による波形表示装置の実施形態について、図1乃至図8を参照して説明する。ここに示される実施形態は、輝度レベルの調整の仕方によって、第1乃至第4の実施形態に分けられている。
【0029】
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、入力信号について電子ビームBで蛍光面51に描画する際に、その輝度レベルを高く設定したために、画面全体に蛍光の散乱光が画面全体に広がった結果、画面全体が明るくなった状態となってしまい、波形を示す本来の輝線が見えにくくなったことを改善することを目的としており、ビデオ信号データから画面全体を明るくしている輝度レベルを減じることによって、本来の輝線を目立たせようとする輝度レベル調整の処理手法を提供する。
【0030】
図1は、本実施形態において採用した表示波形のビデオ信号データにおける輝度レベルを調整する処理手法を説明するための輝度レベルプロフィールである。図1(a)及び(b)には、図10に示された波形表示装置におけるビデオ信号変換処理部7でディジタル化されて生成されたビデオ信号に関して、その輝線部分の輝度レベルについての輝度レベル調整前後のプロフィールを示している。
【0031】
前述したように、ビデオ信号は、固体撮像部55の画素面について、横方向一ライン毎に、一画素面の上端から下端までの複数ラインを1フレームとして、読み取られた電気信号であり、ビデオ信号全体は、このフレームが連続して構成されている。
【0032】
ここで、具体的に、図11(a)に示されたように、入力信号がある一定の信号レベルを有するときのビデオ信号について説明する。
【0033】
一定レベルの入力信号が計測されて、入力信号処理部6に入力されると、電子ビームBは、入力信号に従って、図11(a)に示されるように、蛍光面51上に水平な一本の直線を描画する。蛍光面51から当該直線に沿って蛍光が発光され、当該蛍光が、光ファイバー・プレート53を介して、固体撮像部55に投射される。固体撮像部55における当該蛍光が投射された各CCD素子は、蛍光の発光量に応じた電気信号を発生する。
【0034】
そこで、例えば、固体撮像部55が、例えば、横方向に600画素、縦方向に480画素が配列されて撮像面を形成しているとすると、ビデオ信号変換処理部7は、固体撮像部55の撮像面に対し、先ず、該撮像面の上端における横方向の1行、つまり、600画素について、一方端から1画素ずつスキャンして電気信号を取り出し、1ライン分のデータを取得する。次いで、横方向2行目の600画素について、同様にスキャンして1ライン分のデータを取得する。この様にして、順次、画素面の縦方向で上端から下端まで480ライン分のデータを取得し、これを1フレームのビデオ信号データとする。さらに、表示パネル10に波形表示するのに必要なフレーム数のビデオ信号データが順次取得される。
【0035】
図11(a)に図示の表示パネル10に表示されるような水平な直線の波形である場合、1フレーム分のビデオ信号データに係る輝度レベルのプロフィールP1は、図1(a)における太線のように表される。つまり、入力信号が水平な直線を示していると、データ取り出しのスキャン方向が該直線と同じ方向となるので、1ラインに含まれる600画素の輝度レベルは、全て同じ大きさとなり、480ラインのうち、輝線の幅内に存在するラインのみに高い輝度レベルが現われる。
【0036】
図1(a)の太線で表したプロフィールP1は、図11(a)に示されるような水平な直線の波形に対応する輝度レベルを模式的に示している。同図中、輝度レベルL0は、輝線が無く暗い部分を示し、同図中では、ビデオ信号データの複数連続して連なるうちの1フレーム分のプロフィールP1を代表的に示した。
【0037】
図1(a)では、1フレーム分のプロフィールP1には、横方向600ドットのデータが順次配列されたラインを1スキャンラインとし、撮像画面の上端から下端までの480ラインのスキャンラインが順に並んでいる。したがって1フレームとして、600×480ドットのデータが並んでいる。
【0038】
ところで、図1(a)のビデオ信号データの輝度レベルプロフィールP1は、入力信号について電子ビームBで蛍光面51に描画する際に、その輝度レベルを高く設定したために、画面全体に蛍光の散乱光が画面全体に広がった結果、画面全体が明るくなった状態を示している。そのため、ビデオ信号データの1フレームの全範囲に亘って、輝度レベルL1のデータが存在することを表している。そして、波形の直線に該当するライン位置のプロフィールP11では、輝度レベルL11を有しているにも拘らず、周囲のライン位置には、輝度レベルL1があるため、波形の直線に該当する輝線を観測し辛くしている。
【0039】
そこで、第1の実施形態では、1フレーム中における輝度レベルの最小値を検出し、図1(a)に示される例では、輝度レベルL1を検出する。そして、次の1フレームのビデオ信号データの輝度レベルから輝度レベルL1を減じる。このように、前のフレームで検出した輝度レベルの最小値を、次のフレームにおける輝度レベルから減じることを順次繰り返すようにする。測定した入力信号の波形観測では、表示される画像は静止画であり、連続するフレームで映し出される波形はほとんど移動しないので、前のフレームで検出した値を次のフレームに適用しても、変化せず、問題とならない。
【0040】
次に、図10に示された波形表示装置において、本実施形態の輝度レベル調整処理を行う具体例に関し、図2のブロック構成を参照して説明する。
【0041】
本実施形態の輝度レベル調整処理は、図10に示された波形表示装置における表示処理制御部8において実行される。表示処理制御部8は、ビデオ信号変換処理部7で生成されたビデオ信号データを入力データとして受信し、このビデオ信号データを表示パネル10に表示させるために必要な編集処理を行っている。そこで、表示処理制御部8の入力部に、図2に示される輝度レベル調整処理部を挿入する。
【0042】
図2の輝度レベル調整処理部は、データ比較部11、最小値データ検出部12、最小値データ記憶部13、そして、減算部14からなっている。この輝度レベル調整処理部には、図1(a)に示される輝度レベルプロフィールP1を有するビデオ信号データが入力データとして供給される。
【0043】
先ず、最初のフレームのデータがドット単位で順次入力される。入力されたデータは、データ比較部11の一方の入力端子に入力され、他方の入力端子に入力された直前のデータと比較される。最小値データ検出部12は、データ比較部11で直前に入力されたデータと順次比較されたもののうちで、当該フレーム中で最も低い輝度レベルを示すデータを検出する。
【0044】
そこで、最小値データ検出部12が、当該フレームの全データの比較が終了して最小値を検出した後に、最小値データを最小値記憶部13に記憶する。図1(a)の場合には、その最小値データは輝度レベルL1となる。次いで、次のフレームのデータが入力されると、減算部14は、最小値データ記憶部13から最小値データであるL1を読み出し、次のフレームの各データからL1を減じて出力する。なお、最初のフレームのデータに対しては、最小値を検出できないので、L1を0とし、減じられることなく、そのまま出力される。これ以降のフレームについては、前のフレームで最小値データが検出され、次のフレームに反映され、次々とこの処理が繰り返される。
【0045】
この様にして輝度レベル調整処理されたビデオ信号データの輝度レベルプロフィールPが、図1(b)に示される。第1の実施形態による輝度レベル調整処理では、1フレーム全体に亘って、前のフレームの最小値データを減しているので、画面全体の明るさを除去できる。また、図1(a)の例では、画面全体が均一に明るい場合を示したが、画面全体で見たとき、明るさが不均一であり、明暗がある場合には、第1の実施形態の輝度レベル調整処理によれば、暗い部分の輝度レベルを最小値L1とし、1フレームのビデオ信号データからL1が減ぜられるので、画面全体の明るさが、暗い部分の輝度レベルに合わせて調整される。
【0046】
ただ、これらの場合に、輝度レベル調整後の輝線における輝度レベルL12も最小値L1分だけ小さくなることになるが、画面全体の明るさを除去できたことによって、周囲の輝度が低下した分、輝線の明るさが明瞭化され、表示画面での波形を観測し易くしている。
【0047】
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、表示画面全体の明るさを除去することにより、輝線部分の輝度レベルを明瞭に見せようとするものであったが、第2の実施形態では、図11(b)に示されるように、或る程度明るい輝度レベルL2を有する輝線の中央部に、更に一段と高い輝度レベルL21の輝線が存在する場合において、波形の輝線を明瞭化するものとして、輝度レベルL2はそのままの大きさとし、本来の輝線である輝度レベルL21の部分のみを更に強調するように、輝度レベル調整処理を行うことを目的としている。
【0048】
ここで、図11(b)の波形を例として、ビデオ信号変換処理部7で生成されるビデオ信号データの輝度レベルプロフィールを図3(a)に示した。同図の輝度レベルプロフィールは、第1の実施形態で説明した図1(a)の輝度レベルプロフィールと同様の性格を有するものであり、ビデオ信号データにおける1フレーム分のうち輝線を中心にした周辺部のみの輝度レベルプロフィールを示した。図3(a)に示されたビデオ信号データの輝度レベルプロフィールP2において、輝度レベルプロフィールP21は、信号波形線に該当する本来の輝線に当たる部分であり、輝度レベルL2の大きさを有している。このプロフィールP21を挟んだ両側には、例えば、滲み等によって発生する幅を持った輝度レベルL2の帯が付随している。
【0049】
そこで、輝度レベルプロフィールP2に対して、本来の輝線である輝度レベルL21の部分のみを更に強調する輝度レベル調整処理を行った後のプロフィールを、図3(b)に示した。同図では、輝度レベルプロフィールP21のみがレベル強調され、輝度レベルプロフィールP22に調整された様子を示している。強調された輝度レベルプロフィールP22を破線で示した。輝度レベルL2を変更しないで、輝度レベルL21が輝度レベルL22へと大きく強調されている。
【0050】
この様に強調する場合、ビデオ信号データに対する輝度レベル調整処理では、先ず、1フレーム内に現われる輝度レベルの最大値を検出する。図3(a)のプロフィールの例では、輝度レベルL21が最大値となる。その最大値L21を記憶する。そして、次のフレームの各データを最大値L21と比較し、当該データの輝度レベルが最大値L21に一致した場合に、予め設定された係数k1を当該データに乗算して、当該データの輝度レベルを高くする。
【0051】
なお、当該データと比較する対象を最大値L21としたが、図3(a)の輝線の輝度レベルプロフィールP21の例では、最大値L21の輝度レベルを有するドットが複数存在しているので、輝度レベルプロフィールP21は、幅を持って輝度レベルプロフィールP22に強調されることになるが、例えば、そのプロフィールP21の頭部において、ドット1つだけが突出して明るい場合には、このドットの輝度レベルを最大値として検出することになるので、輝度レベル調整処理で強調によって、当該ドットのみの輝度レベルが強調されてしまい、強調の効果が弱いものとなる。
【0052】
そこで、第2の実施形態による輝度レベル調整処理では、1ドット分の輝度レベルが強調されることにならないように、次フレームのデータと比較するときには、検出した最大値より少し小さい所定値の係数k1を演算しておくものとする。この様に、最大値より小さめの値とすることによって、図3(b)で破線で示した輝度レベルプロフィールP22のように、最大値を含む頭部全体の輝度レベルが強調される。
【0053】
次に、図10に示された波形表示装置において、第2の実施形態による輝度レベル調整処理を行う具体例に関し、図4のブロック構成を参照して説明する。
【0054】
本実施形態の輝度レベル調整処理は、図10に示された波形表示装置における表示処理制御部8において実行されるので、表示処理制御部8の入力部に、図4に示される輝度レベル調整処理部を挿入することになる。
【0055】
図4の輝度レベル調整処理部は、データ比較部21、最大値データ検出部22、最大値データ記憶部23、所定値データ比較部24、そして、乗算部25からなっている。この輝度レベル調整処理部には、図3(a)に示される輝度レベルプロフィールP2を有するビデオ信号データが入力データとして供給される。
【0056】
先ず、最初のフレームのデータがドット単位で順次入力される。入力されたデータは、データ比較部21の一方の入力端子に入力され、他方の入力端子に入力された直前のデータと比較される。最大値データ検出部22は、データ比較部21で直前に入力されたデータと順次比較されたもののうちで、当該フレーム中で最も高い輝度レベルを示すデータを検出する。
【0057】
そこで、最大値データ検出部12が、当該フレームの全データの比較が終了して最大値を検出した後に、最大値データを最大値記憶部23に記憶する。図3(a)の場合には、その最大値データは輝度レベルL21となる。この最大値データは所定値データ比較部24に送られ、最大値より小さい輝度レベルの所定値が演算される。そして、係数k1として、係数1と、所定値に対応する係数aとが作成される。ここで、係数aは、1<aであり、aの大きさは、乗算結果が白MAXレベルに到達しないように、予め調整されたものとする。
【0058】
次いで、輝度レベル調整処理部に、次のフレームのデータが入力されると、所定値データ比較部24において、順次入力されるドットの輝度レベルと所定値とが順次比較され、所定値以上のデータを選択する。そして、乗算部25において、選択されたデータに対して係数aが乗算される。また、順次入力されるデータが、所定値以下である場合には、乗算部25において、当該データに、係数1が乗算され、入力されたデータの輝度レベルのままで出力される。
【0059】
これ以降のフレームについては、前のフレームで最大値データが検出され、次のフレームに反映され、次々と、この処理が繰り返される。
【0060】
この様にして、輝度レベル調整処理されたビデオ信号データの輝度レベルプロフィールは、図3(b)に示されるように、プロフィールP21のみがレベル強調されプロフィールP22とされ、その周辺部分については入力された状態を維持した輝度レベルプロフィールP2となる。
【0061】
第2の実施形態による輝度レベル調整処理では、前のフレームにおける輝度レベルの最大値を検出し、この最大値を参照して生成された所定値を基準にして、次のフレームのデータをレベル比較し、該所定値以上の輝度レベルを有するデータに対して係数aを乗算するようにしたので、本来の輝線のみの輝度レベルを強調することができ、周囲部分が明るくても、該輝線のみを際立たせ、当該輝線が明瞭に観測されるようになる。
【0062】
(第3の実施形態)
第2の実施形態では、図11(b)に示されるように、画面の輝度がある程度高い場合であって、輝度レベルL2の中央に突出して明るい輝度レベルL21を有する輝線をレベル調整の対象とし、その突出した輝線部分のみの輝度レベルを強調する輝度レベル調整処理が行われた。この調整処理を、図11(a)に示されるような信号波形の輝線に適用すると、所定値以上のデータに対して係数aを乗算することとなるため、輝線の輝度レベルプロフィールにおいて、頭部がある程度の幅を有する場合には、乗算される係数が一定値aであることにより、輝線の輝度レベルプロフィールにおける頭部がその幅のまま強調されることになる。そうすると、画面の輝度が低いとき、又は、輝線自体の輝度レベルが低いときであっても、画面表示されたときに、輝線が太いまま明るくなり、反って、波形を観測し難くすることになる。
【0063】
そこで、第3の実施形態では、乗算される係数を一定値に固定するのではなく、入力データを複数の範囲にレベル判定し、その複数範囲に対応して、異なる大きさの係数を入力データに乗算することとした。この様な輝度レベル調整がなされた輝線の輝度レベルプロフィールは、頭部における輝度レベルの最大値付近において段階的に強調される。そのため、画面の輝度が低いときでも、輝線の幅方向の明るさに変化が付けられる結果、明るく強調された輝線の幅を抑えて、明るい部分を必要以上に太くすることがなくなり、波形の観測をし易くする。
【0064】
ここで、図11(a)の波形を例として、ビデオ信号変換処理部7で生成されるビデオ信号データの輝度レベルプロフィールを図5に示した。同図の輝度レベルプロフィールは、第1の実施形態で説明した図1(a)の輝度レベルプロフィールと同様の性格を有するものであるが、輝線の輝度レベルが低い場合を示しており、ビデオ信号データにおける1フレーム分のうち輝線を中心にした周辺部のみの輝度レベルプロフィールを太線で示した。
【0065】
図5に示されたビデオ信号データの輝度レベルプロフィールP3において、輝度レベルプロフィールP31は、信号波形線に該当する輝線に当たる部分であり、その中心部分では輝度レベルL31の大きさを有している。
【0066】
そこで、輝度レベルプロフィールP31の頭部部分に対して、段階的に輝度レベル調整処理を行った後のプロフィールP32を、図5において破線で示した。同図のプロフィールP32は、3段階の輝度レベル変化を持たせた例を示しており、入力データの有する輝度レベルを、設定された判定レベルLn1乃至Ln3で範囲に分けて判定し、その範囲毎に対応する係数knが入力データに乗算された結果、輝度レベルプロフィールの頭部全体としてレベル強調され、しかも、輝度レベルに段階的な変化が現われる。なお、図5の例では、輝線に係る輝度レベルL31が小さい場合を想定しているので、輝線の頭部に対する段階的な輝度レベル調整処理は、1フレーム内の輝度レベルの最大値が所定値以下の場合に行われるようにする。
【0067】
この様に強調する場合、ビデオ信号データに対する輝度レベル調整処理では、先ず、前のフレームにおいて検出された最大値が所定値以下かどうか判定され、所定値以下であるとき、フレーム毎に順次入力される入力データの輝度レベルを判定する。当該最大値が所定値を超えているときには、入力データの輝度レベルの判定は行われない。そこで、図5の例であれば、レベルLn1以下、レベルLn1〜Ln2、レベルLn2〜Ln3、そして、レベルLn3以上の4つの範囲でレベル判定が行われる。次いで、入力データの輝度レベルがいずれのレベル範囲に入っているかが判定された後に、該当範囲に対応する係数knが当該データに乗算され、出力される。
【0068】
なお、入力データに乗算する係数knとして、レベルLn1以下には係数1、レベルLn1〜Ln2には係数b1、レベルLn2〜Ln3にはb2、そして、レベルLn3以上には係数b3のように、各範囲に対応して互いに異なる係数を設定しておく。例えば、係数knについて、1<b1<b2<b3の関係となるようにしてもよく、また、各係数の大きさや、逆の並びに変えることによって、頭部の輝度レベルの段階的変化を変更することができる。ここで、係数1のレベルLn1以下の範囲にある入力データに対しては、入力データのレベルのままとし、全くレベル強調されない。
【0069】
係数knの大きさの設定に当たっては、強調処理された輝度レベルが白MAXデータに到達しないようにする。また、ノイズ信号を大きくしてしまわないように、レベルLn1の高さが設定される。
【0070】
次に、図10に示された波形表示装置において、第3の実施形態による輝度レベル調整処理を行う具体例に関し、図6のブロック構成を参照して説明する。
【0071】
本実施形態の輝度レベル調整処理は、図10に示された波形表示装置における表示処理制御部8において実行されるので、表示処理制御部8の入力部に、図6に示される輝度レベル調整処理部が挿入されることになる。なお、前のフレームにおいて検出された最大値が所定値以下かどうかを判定することから、図4に示された最大値データ記憶部23を必要とする。
【0072】
図6の輝度レベル調整処理部は、入力データレベル判定部31、レベル調整部32、乗算部33、そして、選択部34からなっている。この輝度レベル調整処理部には、図5に示される輝度レベルプロフィールP3を有するビデオ信号データが入力データとして供給される。
【0073】
先ず、輝度レベル調整処理部の選択部34に、当該フレームのビデオ信号データがドット単位で順次入力されるが、選択部34は、最大値データ記憶部23から、前のフレームに係る最大値データを読み出し、該最大値が予め設定されている所定値以下であるかを判定する。そして、該最大値が所定値以下である場合に、当該輝度レベル調整処理が行われるように選択し、そうでない場合には、該処理を行うことなく出力する。入力されたデータは、入力データレベル判定部31において、そのレベルが上述した4つの範囲のいずれに入るかが判定される。その判定結果は、レベル調整部32に送られ、判定された範囲に対応する係数knが読み出される。
【0074】
一方、乗算部33には、入力データレベル判定部31に入力されたデータが同時に入力されているので、乗算部33は、この入力データに対して、レベル調整部32で読み出された当該入力データに対応する係数knを乗算し、そして、乗算されたデータを出力する。
【0075】
この様に、順次入力されるビデオ信号データのドット毎に、そのデータのレベルの範囲を判定し、その範囲判定結果に対応する係数knが当該データに逐一乗算される。そこで、輝度レベル調整処理されたビデオ信号データの輝度レベルプロフィールは、図5に示されるように、プロフィールP31の頭部のみが段階的にレベル強調されて、プロフィールP32とされ、その輝線の両側部については入力された状態を維持した輝度レベルプロフィールP3となる。
【0076】
輝度レベルプロフィールP31は、輝度レベル調整処理前においては、輝度レベルの最大値L31が範囲x1を有する台形状をなしていたが、輝度レベル調整処理後においては、該プロフィールP31の頭部において、範囲x1では、輝度レベルがレベルL32まで強調され、x2の範囲で、ドットの明るさに応じて、段階的にレベル強調されている。プロフィールP31を全体的にみれば、輝度レベルの強調によって、範囲x1から範囲x2に拡幅される。この段階数は、3段階に限らず、必要に応じて複数段とすることができる。
【0077】
以上の様に、第3の実施形態の輝度レベル調整処理によると、輝度が暗い状態では、輝線が細くなって、波形の観測をし難くしている場合に、ある程度幅を持たせて明るくした輝線を作成でき、暗いデータをより明るく表示することができる。
【0078】
(第4の実施形態)
これまでの第1乃至第3の実施形態では、図11に示されるように、一様な直線を例にして説明したが、実際には、測定された信号が矩形波である場合が多くある。この矩形波の信号が、図10に示された波形表示装置の入力処理部6に入力されたとき、表示パネル10の画面にも、図7(a)に示されるように、矩形波が表示される。
【0079】
画面に表示された矩形波を見ると、通常の表示状態において、水平の輝線は、太く、また、垂直の輝線は、細くなっており、垂直線の輝線の明るさは、水平の輝線より暗くなっている。そして、全体の表示輝度を下げると、垂直の輝線があるのかどうか分からない程度となる。一方、垂直の輝線を見易くするため、輝度を上げると、水平の輝線はより明るくなるが、垂直の輝線に関しては、その効果が現われ難い。この様な垂直の輝線に関して、図7(a)中での破線位置にある一つの垂直な輝線の輝度レベルプロフィールについて、図7(b)に太線で示した。
【0080】
図7(b)に示すように、矩形波の垂直の輝線は、細く、かつ、輝度レベルが低い。垂直の輝線がこの様な状態になるのは、図10の波形表示装置では、図9に示される電子画像変換装置が利用されており、入力信号に応じて電子ビームBによって蛍光面51上に描画していることに起因している。つまり、矩形波の立ち上がりが急峻であるほど、電子ビームBが水平の輝線から次の水平の輝線に移動するとき、電子ビームBの強度が一定であるとすると、その立ち上がり部において、ビームの移動が水平のときより速くなるために、蛍光面51から発する光の量が少なくなる。
【0081】
その垂直の輝線に対応して、ビデオ信号データの輝度レベルプロフィールP4には、輝度レベルプロフィールP41が現われ、図7(a)の矩形波の例では、1スキャンラインに4つのプロフィールP41が現われることになる。そして、そのプロフィールP41の輝度レベルは、最高でレベルL41に止まり、レベル41を有する幅x3も、狭く、例えば、1ドット分、あるいは、数ドット程度である。
【0082】
そこで、第4の実施形態では、矩形波信号を画面表示したときに発生する細くて暗い輝線を見易くする輝度レベル調整処理を行う。垂直の輝線が明瞭に存在することが表示できればよいので、この輝度レベル調整処理においては、当該輝度レベルプロフィールP41の輝線幅をそのままとし、最高レベルL41を示すピーク部分のみを強調するようにした。
【0083】
この輝度レベル調整処理では、ピーク部分のみを強調するため、先ず、順次入力されるビデオ信号データから、図7(b)の輝度レベルプロフィールP41に現われているピーク(凸)部を検出し、ピーク部のデータに対して予め設定された係数k2を乗算する。
【0084】
次に、図10に示された波形表示装置において、第4の実施形態による輝度レベル調整処理を行う具体例に関し、図8のブロック構成を参照して説明する。
【0085】
本実施形態の輝度レベル調整処理は、図10に示された波形表示装置における表示処理制御部8において実行されるので、表示処理制御部8の入力部に、図8に示される輝度レベル調整処理部が挿入されることになる。
【0086】
図8の輝度レベル調整処理部は、入力データレベル検出部41、凸データ検出部42、遅延処理部43、そして、乗算部44からなっている。この輝度レベル調整処理部には、図5に示される輝度レベルプロフィールP4を有するビデオ信号データが入力データとして供給される。
【0087】
先ず、輝度レベル調整処理部には、ビデオ信号データがドット単位で順次入力される。入力されたデータは、入力データレベル検出部41は、入力されたデータのレベルを検出し、各データのレベルを凸データ検出部42に順次送信する。凸データ検出部42は、順次送られてくるデータのレベルについて、前後のデータのレベルを逐次比較する。そして、次々とレベルが大きくなり、次いでレベルが下がり出すデータを検出し、そのレベルが変化する部分がピーク部であるとして、ピーク部のデータを抽出する。
【0088】
凸データ検出部42は、入力データをレベル検出できたタイミングで予め設定された係数k2を乗算部44に供給する。係数k2には、係数1と、係数b(1<b)とが含まれ、凸データ検出部42は、ピーク部のデータを抽出した時点で、係数bを乗算部44に供給し、ピーク部以外のデータに対しては、係数1を供給する。
【0089】
順次入力される入力データのピーク部を検出するには、時間を要するので、検出したピーク部のデータにタイミングを合わせて係数k2を乗算できるように、遅延処理部44において入力データを所定量遅延させている。乗算部44は、遅延処理部44から出力された入力信号の各データに、凸データ検出部42から供給される係数k2を乗算し、出力する。
【0090】
この様な輝度レベル調整処理部から出力されるビデオ信号データの輝度レベルプロフィールP4は、図7(b)において破線で示されるように、ピーク部の幅x3がそのままで、ピーク部の輝度レベルがレベルL41からレベルL42に強調されたプロフィールP42を付加されたものとなる。そのため、矩形波信号における垂直な輝線のように、細くかつ暗い輝線の場合に、当該輝線のピーク部のみを適当なレベルに強調でき、測定された信号の波形観測をし易くすることができる。
【0091】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明による波形表示装置によれば、計測された入力信号を描画した固体撮像画面から取り出されたビデオ信号データが生成され、該ビデオ信号データに関する輝度レベル調整処理として、ビデオ信号データの1フレームに含まれるデータのうちで最も小さい輝度レベルを検出し、該輝度レベルを、フレームを構成する全データの輝度レベルから減算するようにしたので、例えば、画面表示の輝度を上げたときに、画面全体が明るくなることを抑えることができる。信号波形を明確にして観測できるようになる。
【0092】
また、生成されたビデオ信号データに関する輝度レベル調整処理として、ビデオ信号データの1フレームに含まれるデータのうちで最大輝度レベルのデータを検出して、輝線に係る輝度レベルプロフィールの頭頂部の輝度レベルを強調するようにしたので、輝度を上げて信号波形を表示したとき、輝線の周辺の輝度レベルが上昇しても、波形本来の輝線を強調することができ、入力信号の波形観測を明瞭に行えるものとなる。
【0093】
さらに、生成されたビデオ信号データに関する輝度レベル調整処理として、ビデオ信号データに含まれるデータの輝度レベルに応じて当該データに対する輝度レベルの大きさを変えて強調するようにしたので、輝度を下げて表示するとき、信号波形の輝線が細くなり、かつ輝線の輝度レベルも低くなる場合に、この暗い輝線の中心部分のみを明るく表示することができ、入力信号の波形観測をし易くするものとなる。
【0094】
そして、生成されたビデオ信号データに関する輝度レベル調整処理として、ビデオ信号データに含まれる輝線に係るデータから輝度レベルのピーク部分を検出し、該ピーク部分に対してのみ、その輝度レベルを強調するようにしたので、画面の輝度は十分であるが、波形を示す輝線に暗い部分がある場合、例えば、矩形波信号の垂直な輝線に対して、波形本来の輝線を強調することができ、入力信号の波形観測を明瞭に行えるものとなる。
【0095】
しかも、本発明によれば、以上のような輝度レベル調整処理部は、所謂コマ落ちのないリアルタイムな画像表示を実施でき、アナログオシロスコープとして適切な波形表示を行うことができる。そして、複雑な画像処理を施す必要が無く、輝度レベル調整処理部を簡単なハード構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における波形の輝度レベル調整処理について輝度レベルプロフィールを用いて説明する図である。
【図2】第1の実施形態の輝度レベル調整処理のためのブロック構成を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態における波形の輝度レベル調整処理について輝度レベルプロフィールを用いて説明する図である。
【図4】第2の実施形態の輝度レベル調整処理のためのブロック構成を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施形態における波形の輝度レベル調整処理について輝度レベルプロフィールを用いて説明する図である。
【図6】第3の実施形態の輝度レベル調整処理のためのブロック構成を示す図である。
【図7】本発明の第4の実施形態における波形の輝度レベル調整処理について輝度レベルプロフィールを用いて説明する図である。
【図8】第4の実施形態の輝度レベル調整処理のためのブロック構成を示す図である。
【図9】従来の電子画像変換装置に係る具体的構成を示す図である。
【図10】電子画像変換装置から得られた電気信号を波形表示する波形表示装置のブロック構成を示す図である。
【図11】従来の波形表示装置で表示された信号波形における輝度レベルを説明する図である。
【符号の説明】
1…筐体
2…電子銃部
3…偏向部
4…後段加速部
5…画像変換出力部
6…入力信号処理部
7…ビデオ信号変換処理部
8…表示処理制御部
9…波形出力表示部
10…表示パネル
11、21…データ比較部
12…最小値データ検出部
13…最小値データ記憶部
14…減算部
22…最大値データ検出部
23…最大値データ記憶部
24…所定値データ比較部
25、33、44…乗算部
31…入力データレベル判定部
32…レベル調整部
34…選択部
41…遅延処理部
42…入力データレベル検出部
43…凸データ検出部
51…蛍光面
52、54…透明導電膜
53…光ファイバー・プレート
55…固体撮像部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waveform display device using electronic image conversion means for converting a waveform drawn on a fluorescent screen into electrical information, and in particular, adjusting the height of a luminance level over a specific width in a bright line of a displayed waveform. The present invention relates to a waveform display device suitable for measuring electrical waveforms.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to measure the electrical waveform of an input signal, an electronic image conversion device has been developed that converts a drawing formed on a phosphor screen into electrical information by a solid-state imaging unit (CCD). Based on the obtained electrical information, the waveform of the input signal is displayed on the display screen of the waveform display device to form an analog oscilloscope. The electronic image conversion apparatus is specifically disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-156162. An outline of the configuration of the electronic image conversion apparatus will be described with reference to FIG.
[0003]
The electronic image conversion apparatus includes an electron gun section 2 including a cathode for generating an electron beam B, a control grid, an acceleration electrode, a focusing electrode, and an astig electrode in a casing 1 whose interior is kept in a vacuum. , A deflection unit 3 in which a vertical deflection plate and a horizontal deflection plate are arranged, and a post-acceleration unit 4 having an acceleration electrode. An end portion of the housing 1 is provided with an image conversion output unit 5 that receives the electron beam B and converts it into electrical information.
[0004]
Here, the image conversion output unit 5 provided at the rear end of the casing 1 on the downstream side of the electron beam B mainly includes a phosphor screen 51, a rear acceleration electrode 52, an optical fiber plate (OFP) 53, a transparent member. A conductive film 54 and a solid-state imaging unit (CCD) 55 are included. On the back side of the phosphor screen 51, a post acceleration electrode 52 made of a transparent conductive film is provided. The optical fiber plate 53 is formed of an optical fiber bundle and is supported on a glass plate portion formed at the end of the housing 1 via a frit (powder glass). The solid-state imaging unit 55 is disposed close to or in close contact with the output end surface of the fluorescent screen 51, and output light from the optical fiber plate 53 is input to the imaging unit 55. Fluorescence emitted according to the shape drawn on the fluorescent screen 51 by the electron beam B is converted into electrical information by the solid-state imaging unit 55.
[0005]
Next, FIG. 10 shows a case where a waveform display device is configured using the electronic image conversion device described above. In the figure, a schematic configuration for displaying a waveform of electrical information obtained by the electronic image conversion device is shown by processing blocks. The waveform display device includes an input signal processing unit 6 in addition to the electronic image conversion device. A video signal conversion processing unit 7, a display processing control unit 8, and a waveform output display unit 9. The waveform output display unit 9 is provided with a display panel 10 for displaying the waveform of the measurement signal on the screen, together with a function of taking the measurement signal information as a video signal to the outside. In FIG. 10, the configuration of the electronic image conversion apparatus is as shown in FIG. 9, but for the sake of simplicity of illustration, the image conversion output unit 5 provided at the end of the housing 1 Only the solid-state imaging unit 55 included in the output unit is shown.
[0006]
First, the measured input signal is input to the input signal processing unit 6 of the waveform display device. In the input signal processing unit 6, level adjustment according to switching of the measurement channel and sweep information / luminance information according to the input signal are generated and supplied to the electronic image conversion apparatus. With these pieces of information, the waveform of the input signal is drawn on the fluorescent screen 51 provided in the output unit 5 of the electronic image conversion apparatus.
[0007]
Therefore, the fluorescent screen 51 emits fluorescence corresponding to the drawn waveform, and this fluorescence is projected to the solid-state imaging unit 55 via the optical fiber plate 53. In the solid-state imaging unit 55, a pixel located at a position corresponding to the projected waveform converts the fluorescence into an electric signal. However, a pixel on which no fluorescence is projected outputs an electric signal of 0 level.
[0008]
Next, the video signal conversion processing unit 7 reads the converted electric signal while scanning the pixel surface of the solid-state imaging unit 55, and converts the electric signal into a video signal. The scanning at this time is performed on a plurality of lines from the upper end to the lower end for each horizontal line on the pixel surface of the solid-state imaging unit 55, and an electric signal read by scanning one pixel surface is one frame. Video signal in minutes.
[0009]
The video signal created in this way is usually formed by a plurality of continuous frames, and this video signal is transmitted to the display processing control unit 8. The display processing control unit 8 digitizes the video signal and edits the displayed video signal in order to display the received video signal on the display panel. Thereafter, the video signal is converted into an analog signal and transmitted to the waveform output display device 9. On the screen of the display panel 10, a waveform corresponding to the input signal drawn on the pixel surface of the solid-state imaging unit 55 is displayed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the waveform display apparatus using the electronic image conversion apparatus can display the waveform of the measured input signal on the display panel 10 of the waveform display apparatus and observe the waveform of the input signal.
[0011]
However, in the electronic image conversion apparatus, the drawn fluorescent image is converted into an electrical signal by the CCD of the solid-state imaging unit. As the drawing means, an electron beam is employed, and the electron beam is projected onto the phosphor screen and scanned. When scanning the electron beam on the fluorescent screen, the electron beam is narrowed down and projected. However, there is a limit to this narrowing down, and the size of the spot formed on the fluorescent screen of the electron beam depends on the solid-state imaging unit. This is larger than the size of the CCD element to be constructed. Therefore, the bright line due to the waveform of the measurement signal displayed on the display panel is a thick line having a certain width.
[0012]
Here, in the display panel 10, an example of waveform display for an input signal is shown in FIG. In the example of FIG. 5A, the input signal is shown as a signal having a certain level for the sake of simplicity. This input signal is represented by a horizontal straight line on the screen of the display panel 10. In the figure, a part of the straight line is enlarged and shown beside the screen of the display panel 10.
[0013]
As can be seen in this enlarged view, on the screen of the display panel 10, the luminance level L0 is 0 in a portion where there is no waveform information as an input signal, and the screen is displayed black on the screen. In FIG. 11, for the convenience of illustration, the black and white are inverted, the black portion is expressed in white, and the bright portion is expressed in dark (the same applies hereinafter). In the observation of the input signal, even though it can be grasped as a single straight line as a whole, in reality, a band of level L1 having a slightly lower luminance is formed around the level L2 having the highest luminance, and the drawn electrons are formed. The emission line is thicker than the width of the beam.
[0014]
This phenomenon is caused by a structural problem in the electronic image conversion apparatus, for example, the fact that the solid-state imaging unit reacts to scattered light from the fluorescent screen and the characteristics of the CCD itself that constitutes the solid-state imaging unit. Therefore, as described above, depending on the luminance level, the displayed bright line is observed as a thick line, or the bright part and the dark part are not clear or are observed as blurred. is there.
[0015]
Furthermore, in order to improve such a situation, when the luminance level in the solid-state imaging unit is increased to clarify the displayed waveform, as shown in FIG. Although the luminance level L21 of the central portion of the region becomes higher, the width on the both sides sandwiching the higher portion becomes wider than the bright line in the case of FIG. Even in this case, even if a bright line is displayed at the center of the width, the bright part and the dark part are still unclear, and the blur spreads back, making it difficult to observe the waveform. .
[0016]
On the other hand, when the luminance of the screen display is increased, the luminance level L2 of the line that should be originally displayed as the bright line also increases, but the scattered light from the phosphor screen also increases, and as a result, the luminance level L0 should be zero. However, the brightness level according to the level of scattered light may be obtained, and the entire display screen may become bright. In such a case, there is a problem that even if the luminance of the waveform portion is high, it is difficult to observe the waveform on the display screen.
[0017]
In such a case, the waveform can be clearly displayed by removing the portion with the lowest luminance level and removing the portion with the lower luminance level as the bright line representing the waveform. However, the calculation process for removing the low luminance level portion is complicated. This means that the response characteristic with respect to the measured input signal is deteriorated and the cost is increased, so that it is not suitable as processing in the waveform display device.
[0018]
Accordingly, an object of the present invention is to display a high luminance level portion in a bright line of a waveform to be displayed relative to other luminance levels when displaying electrical information based on an input signal obtained by using an electronic image conversion means in a waveform. An object of the present invention is to provide a waveform display device in which bright lines of a displayed waveform to be displayed are emphasized by adjusting to a high level.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, in the waveform display device according to the present invention,MeasuredBy an electron beam deflected according to the input signalOf the input signalA phosphor screen on which a waveform is drawn;Of the waveformLight generated from the phosphor screen during drawingBrightness levelAn electronic image conversion means having a solid-state imaging unit for converting the electrical signal into an electrical signal, and the electrical signal taken out while scanning the solid-state imaging unitOn the basis of theVideo signal processing means for converting into video signal data for each frame, and for each frame in the video signal dataOf the brightness levelA detection unit for detecting the minimum value, a storage unit for storing the detected minimum value, and video signal data of the next frame in which the minimum value is detectedThe brightness level ofAnd a subtracting section for subtracting the minimum value from the processing control means, wherein the processing control means generates video signal data in which the minimum value of the video signal data is adjusted to zero level, and the video signal Data was output to the waveform display means.
[0020]
  Also according to the present invention,Measure the electrical waveform of the input signalIn the waveform display device,MeasuredBy an electron beam deflected according to the input signalOf the input signalA phosphor screen on which a waveform is drawn;Of the waveformLight generated from the phosphor screen during drawingBrightness levelAn electronic image conversion means having a solid-state imaging unit for converting the electrical signal into an electrical signal, and the electrical signal taken out while scanning the solid-state imaging unitOn the basis of theVideo signal processing means for converting into video signal data for each frame, and for each frame in the video signal data, the waveform data included in the frameOf the brightness levelA detection unit for detecting a maximum value, a storage unit for storing the detected maximum value, and a specific range from the maximum value.LuminanceA processing control unit having a multiplication unit that multiplies the waveform data included in the next frame corresponding to the level by a predetermined coefficient, and the processing control unit includes:LuminanceThe video signal data whose level is adjusted is generated, and the video signal data is output to the waveform display means.
[0021]
  The specific range is set within a range that is lower than the detected maximum value by a predetermined value, and the specific range is set with a plurality of ranges below the detected maximum value, and the multiplication unit The waveform data of the video signal data is multiplied by the coefficient set to a different size corresponding to the plurality of ranges.
[0022]
  Further, the processing control means is configured to receive the video signal data.Luminance included inA level discriminating unit that discriminates a level into the plurality of ranges for each frame; and a level adjusting unit that outputs the coefficient having a magnitude corresponding to the discriminated range. The multiplying unit includes the level adjusting unit The waveform data is multiplied by the coefficient, and the video signal data is input to the level discriminating unit, particularly when the maximum luminance level in one frame of the video signal data is less than or equal to a predetermined value. A selection unit is provided.
[0023]
  The processing control means includes a level comparison unit that sequentially compares levels before and after the data included in the video signal data that is sequentially input, and the level comparison unit sequentially increases the data sequence that has subsequently decreased. When detected, the waveform data included in the video signal data is used, and the processing control means further includes the waveform data of the video signal data sequentially input.Luminance level atA maximum value detector that outputs a predetermined coefficient when a maximum value of the video signal is detected; a delay processor that delays the video signal data by a predetermined amount; and the waveform data of the delayed video signal data in the waveform data. And a multiplication unit for multiplying the fixed amount.
[0024]
[Action]
According to the present invention, in a waveform display device using electronic image conversion means for converting an electric signal in accordance with a measured input signal, video signal data extracted from a solid-state imaging screen on which the measured input signal is drawn is obtained. As a brightness level adjustment process for the generated video signal data, the lowest brightness level is detected among the data included in one frame of the video signal data, and the brightness level is subtracted from the brightness level of all data. As a result, it is possible to prevent the entire screen from becoming bright when the brightness of the screen display is increased.
[0025]
Since the data of the maximum luminance level is detected among the data included in one frame of the video signal data, the luminance level at the top of the luminance level profile related to the bright line can be emphasized, so that the signal waveform is displayed with increased luminance. When the brightness level around the bright line increases, the original bright line of the waveform can be emphasized.
[0026]
Since the brightness level of the data is changed and emphasized according to the brightness level of the data included in the video signal data, only the center part of the dark bright line is displayed brightly when displaying with reduced brightness. Can do.
[0027]
Since the peak portion of the luminance level is detected from the data related to the bright line included in the video signal data, and the luminance level is emphasized only for the peak portion, the vertical direction of the rectangular wave signal displayed darkly It is possible to emphasize the original bright line of the waveform with respect to the bright line.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a waveform display device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The embodiments shown here are divided into first to fourth embodiments depending on how the luminance level is adjusted.
[0029]
(First embodiment)
In the first embodiment, when the input signal is drawn on the fluorescent screen 51 with the electron beam B, the luminance level is set high. As a result, the scattered light of the fluorescent light spreads over the entire screen. It is intended to improve that the original bright line indicating the waveform has become difficult to see because it has become brighter, and by reducing the brightness level that brightens the entire screen from the video signal data, Provided is a brightness level adjustment processing technique for making bright lines stand out.
[0030]
FIG. 1 is a brightness level profile for explaining a processing method for adjusting a brightness level in video signal data of a display waveform adopted in the present embodiment. FIGS. 1A and 1B show the luminance level for the luminance level of the bright line portion of the video signal generated by digitization by the video signal conversion processing unit 7 in the waveform display device shown in FIG. The profile before and after adjustment is shown.
[0031]
As described above, the video signal is an electric signal that is read with respect to the pixel surface of the solid-state imaging unit 55 for each line in the horizontal direction with a plurality of lines from the upper end to the lower end of one pixel surface as one frame. The entire signal is composed of continuous frames.
[0032]
Here, specifically, as shown in FIG. 11A, a video signal when the input signal has a certain signal level will be described.
[0033]
When an input signal of a certain level is measured and input to the input signal processing unit 6, the electron beam B is one horizontal on the phosphor screen 51 as shown in FIG. 11A according to the input signal. Draw a straight line. Fluorescence is emitted from the phosphor screen 51 along the straight line, and the fluorescence is projected to the solid-state imaging unit 55 via the optical fiber plate 53. Each CCD element on which the fluorescence is projected in the solid-state imaging unit 55 generates an electrical signal corresponding to the amount of fluorescence emitted.
[0034]
Therefore, for example, if the solid-state image pickup unit 55 forms an image pickup surface by arranging 600 pixels in the horizontal direction and 480 pixels in the vertical direction, for example, the video signal conversion processing unit 7 First, with respect to the imaging surface, one row in the horizontal direction at the upper end of the imaging surface, that is, 600 pixels, is scanned pixel by pixel from one end to extract an electrical signal, and data for one line is acquired. Next, the 600 pixels in the second row in the horizontal direction are scanned in the same manner to acquire data for one line. In this way, 480 lines of data are acquired sequentially from the upper end to the lower end in the vertical direction of the pixel surface, and this is used as one frame of video signal data. Furthermore, video signal data of the number of frames necessary for displaying the waveform on the display panel 10 is sequentially acquired.
[0035]
In the case of a horizontal straight line waveform displayed on the display panel 10 shown in FIG. 11A, the luminance level profile P1 related to the video signal data for one frame is indicated by the bold line in FIG. It is expressed as follows. In other words, if the input signal indicates a horizontal straight line, the scanning direction of data extraction is the same direction as the straight line, so that the luminance levels of 600 pixels included in one line are all the same size and 480 lines. Among them, a high luminance level appears only on the lines existing within the width of the bright line.
[0036]
A profile P1 represented by a thick line in FIG. 1A schematically shows a luminance level corresponding to a horizontal straight line waveform as shown in FIG. In the figure, the luminance level L0 indicates a dark part without a bright line. In the figure, a profile P1 for one frame out of a plurality of consecutive video signal data is representatively shown.
[0037]
In FIG. 1A, in the profile P1 for one frame, a line in which data of 600 dots in the horizontal direction are sequentially arranged is one scan line, and 480 scan lines from the upper end to the lower end of the imaging screen are arranged in order. It is out. Therefore, data of 600 × 480 dots are arranged as one frame.
[0038]
By the way, since the luminance level profile P1 of the video signal data in FIG. 1A is set to a high luminance level when the input signal is drawn on the fluorescent screen 51 with the electron beam B, the scattered light of the fluorescence is applied to the entire screen. As a result of spreading over the entire screen, the entire screen is brightened. Therefore, it represents that the data of the luminance level L1 exists over the entire range of one frame of the video signal data. In the profile P11 of the line position corresponding to the waveform straight line, although there is the luminance level L1 in spite of having the luminance level L11, the bright line corresponding to the waveform straight line is displayed. It is difficult to observe.
[0039]
Therefore, in the first embodiment, the minimum value of the luminance level in one frame is detected, and in the example shown in FIG. 1A, the luminance level L1 is detected. Then, the luminance level L1 is subtracted from the luminance level of the video signal data of the next one frame. In this manner, the minimum value of the luminance level detected in the previous frame is sequentially reduced from the luminance level in the next frame. In the waveform observation of the measured input signal, the displayed image is a still image, and the waveform displayed in successive frames hardly moves, so even if the value detected in the previous frame is applied to the next frame, it changes. It doesn't matter.
[0040]
Next, a specific example of performing the luminance level adjustment processing of the present embodiment in the waveform display device shown in FIG. 10 will be described with reference to the block configuration of FIG.
[0041]
The brightness level adjustment processing of the present embodiment is executed by the display processing control unit 8 in the waveform display device shown in FIG. The display processing control unit 8 receives the video signal data generated by the video signal conversion processing unit 7 as input data, and performs editing processing necessary for displaying the video signal data on the display panel 10. Therefore, the brightness level adjustment processing unit shown in FIG. 2 is inserted into the input unit of the display processing control unit 8.
[0042]
The luminance level adjustment processing unit in FIG. 2 includes a data comparison unit 11, a minimum value data detection unit 12, a minimum value data storage unit 13, and a subtraction unit 14. The luminance level adjustment processing unit is supplied with video signal data having the luminance level profile P1 shown in FIG. 1A as input data.
[0043]
First, the data of the first frame is sequentially input in dot units. The input data is input to one input terminal of the data comparison unit 11 and compared with the immediately preceding data input to the other input terminal. The minimum value data detection unit 12 detects data indicating the lowest luminance level in the frame among the data sequentially compared with the data input immediately before by the data comparison unit 11.
[0044]
Therefore, the minimum value data detection unit 12 stores the minimum value data in the minimum value storage unit 13 after the comparison of all the data of the frame is completed and the minimum value is detected. In the case of FIG. 1A, the minimum value data is the luminance level L1. Next, when the data of the next frame is input, the subtracting unit 14 reads L1 which is the minimum value data from the minimum value data storage unit 13, and subtracts L1 from each data of the next frame and outputs it. Since the minimum value cannot be detected for the data of the first frame, L1 is set to 0, and the data is output as it is without being reduced. For subsequent frames, the minimum value data is detected in the previous frame, reflected in the next frame, and this process is repeated one after another.
[0045]
A luminance level profile P of the video signal data subjected to the luminance level adjustment processing in this way is shown in FIG. In the brightness level adjustment process according to the first embodiment, since the minimum value data of the previous frame is reduced over the entire frame, the brightness of the entire screen can be removed. Further, in the example of FIG. 1A, the case where the entire screen is uniformly bright is shown. However, when the brightness is non-uniform and bright and dark when viewed on the entire screen, the first embodiment is used. According to the brightness level adjustment process, the brightness level of the dark part is set to the minimum value L1, and L1 is subtracted from the video signal data of one frame. Is done.
[0046]
However, in these cases, the brightness level L12 in the bright line after the brightness level adjustment is also reduced by the minimum value L1, but the brightness of the entire screen can be removed, and the surrounding brightness is reduced. Bright line brightness is clarified, making it easier to observe waveforms on the display screen.
[0047]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the brightness level of the bright line portion is intended to be clearly shown by removing the brightness of the entire display screen. In the second embodiment, FIG. As shown, when a bright line having a higher luminance level L21 exists at the center of the bright line having a somewhat brighter luminance level L2, the luminance level L2 is left as it is to clarify the bright line of the waveform. The object is to perform the brightness level adjustment process so that only the portion of the brightness level L21 that is the original bright line is further emphasized.
[0048]
Here, the waveform of FIG. 11B is taken as an example, and the luminance level profile of the video signal data generated by the video signal conversion processing unit 7 is shown in FIG. The luminance level profile in the figure has the same characteristics as the luminance level profile in FIG. 1A described in the first embodiment, and the periphery around the bright line in one frame in the video signal data. Only the brightness level profile of the part was shown. In the luminance level profile P2 of the video signal data shown in FIG. 3A, the luminance level profile P21 is a portion corresponding to the original bright line corresponding to the signal waveform line, and has the size of the luminance level L2. . On both sides of the profile P21, for example, a band of a luminance level L2 having a width caused by bleeding or the like is attached.
[0049]
Therefore, FIG. 3B shows a profile after performing a brightness level adjustment process for further emphasizing only the portion of the brightness level L21, which is the original bright line, with respect to the brightness level profile P2. In the drawing, only the brightness level profile P21 is level-enhanced and adjusted to the brightness level profile P22. The emphasized luminance level profile P22 is indicated by a broken line. The luminance level L21 is greatly emphasized to the luminance level L22 without changing the luminance level L2.
[0050]
When emphasizing in this way, in the luminance level adjustment processing for video signal data, first, the maximum value of the luminance level appearing in one frame is detected. In the example of the profile in FIG. 3A, the luminance level L21 is the maximum value. The maximum value L21 is stored. Then, each data of the next frame is compared with the maximum value L21, and when the brightness level of the data matches the maximum value L21, the data is multiplied by a preset coefficient k1 to obtain the brightness level of the data. To increase.
[0051]
The target to be compared with the data is the maximum value L21. However, in the example of the brightness level profile P21 of the bright line in FIG. 3A, there are a plurality of dots having the brightness level of the maximum value L21. The level profile P21 is emphasized by the brightness level profile P22 with a width. For example, when only one dot protrudes and is bright at the head of the profile P21, the brightness level of this dot is set. Since it is detected as the maximum value, the brightness level of only the dot is emphasized by the enhancement in the brightness level adjustment process, and the enhancement effect is weak.
[0052]
Therefore, in the brightness level adjustment processing according to the second embodiment, a coefficient having a predetermined value slightly smaller than the detected maximum value is compared with the data of the next frame so that the brightness level for one dot is not emphasized. Assume that k1 is calculated. In this way, by setting the value smaller than the maximum value, the luminance level of the entire head including the maximum value is emphasized as in the luminance level profile P22 indicated by the broken line in FIG.
[0053]
Next, a specific example of performing the brightness level adjustment processing according to the second embodiment in the waveform display device shown in FIG. 10 will be described with reference to the block configuration of FIG.
[0054]
Since the brightness level adjustment process of the present embodiment is executed by the display process control unit 8 in the waveform display device shown in FIG. 10, the brightness level adjustment process shown in FIG. Part will be inserted.
[0055]
4 includes a data comparison unit 21, a maximum value data detection unit 22, a maximum value data storage unit 23, a predetermined value data comparison unit 24, and a multiplication unit 25. Video signal data having the luminance level profile P2 shown in FIG. 3A is supplied to the luminance level adjustment processing unit as input data.
[0056]
First, the data of the first frame is sequentially input in dot units. The input data is input to one input terminal of the data comparison unit 21 and compared with the immediately preceding data input to the other input terminal. The maximum value data detection unit 22 detects data indicating the highest luminance level in the frame among the data sequentially compared with the data input immediately before by the data comparison unit 21.
[0057]
Therefore, the maximum value data detection unit 12 stores the maximum value data in the maximum value storage unit 23 after the comparison of all the data of the frame is completed and the maximum value is detected. In the case of FIG. 3A, the maximum value data is the luminance level L21. The maximum value data is sent to the predetermined value data comparison unit 24, and a predetermined value having a luminance level smaller than the maximum value is calculated. Then, a coefficient 1 and a coefficient a corresponding to a predetermined value are created as the coefficient k1. Here, the coefficient a is 1 <a, and the magnitude of a is assumed to be adjusted in advance so that the multiplication result does not reach the white MAX level.
[0058]
Next, when data of the next frame is input to the luminance level adjustment processing unit, the predetermined value data comparison unit 24 sequentially compares the luminance level of the sequentially input dots with the predetermined value, and data of a predetermined value or more. Select. Then, the multiplier 25 multiplies the selected data by the coefficient a. When the sequentially input data is equal to or less than the predetermined value, the multiplier 25 multiplies the data by a coefficient 1 and outputs the data with the luminance level of the input data.
[0059]
For subsequent frames, the maximum value data is detected in the previous frame, reflected in the next frame, and this process is repeated one after another.
[0060]
In this way, as shown in FIG. 3B, the brightness level profile of the video signal data subjected to the brightness level adjustment process is such that only the profile P21 is level-enhanced to become the profile P22, and the peripheral portion thereof is inputted. The brightness level profile P2 is maintained while maintaining the above state.
[0061]
In the luminance level adjustment processing according to the second embodiment, the maximum value of the luminance level in the previous frame is detected, and the level of the data of the next frame is compared based on a predetermined value generated with reference to the maximum value. Since the coefficient a is multiplied with the data having the luminance level equal to or higher than the predetermined value, the luminance level of only the original bright line can be emphasized, and even if the surrounding portion is bright, only the bright line is The bright line is clearly observed.
[0062]
(Third embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIG. 11B, the brightness of the screen is high to some extent, and the bright line that protrudes in the center of the brightness level L2 and has the bright brightness level L21 is the target of level adjustment. Then, a brightness level adjustment process for enhancing the brightness level of only the protruding bright line portion was performed. When this adjustment process is applied to the bright line of the signal waveform as shown in FIG. 11A, the data of a predetermined value or more is multiplied by the coefficient a. Therefore, in the brightness level profile of the bright line, Has a certain width, the multiplication coefficient is a constant value a, so that the head in the luminance level profile of the bright line is emphasized with the width. Then, even when the brightness of the screen is low or the brightness level of the bright line itself is low, when the screen is displayed, the bright line remains bright and warped, making it difficult to observe the waveform. .
[0063]
Therefore, in the third embodiment, instead of fixing the coefficient to be multiplied to a constant value, the input data is level-determined in a plurality of ranges, and coefficients of different sizes are input to the input data corresponding to the plurality of ranges. It was decided to multiply. The brightness level profile of the bright line that has been subjected to such brightness level adjustment is enhanced stepwise in the vicinity of the maximum brightness level in the head. Therefore, even when the brightness of the screen is low, the brightness in the width direction of the bright lines is changed. As a result, the width of the bright lines that are brightly emphasized is suppressed, and the bright portions are not made thicker than necessary. To make it easier.
[0064]
Here, taking the waveform of FIG. 11A as an example, the luminance level profile of the video signal data generated by the video signal conversion processing unit 7 is shown in FIG. The luminance level profile in the figure has the same characteristics as the luminance level profile in FIG. 1A described in the first embodiment, but shows a case where the luminance level of the bright line is low, and the video signal The brightness level profile of only the peripheral part centering on the bright line in one frame of data is indicated by a bold line.
[0065]
In the luminance level profile P3 of the video signal data shown in FIG. 5, the luminance level profile P31 is a portion corresponding to a bright line corresponding to the signal waveform line, and has a luminance level L31 at the center.
[0066]
Therefore, the profile P32 after performing the brightness level adjustment process in a stepwise manner on the head portion of the brightness level profile P31 is indicated by a broken line in FIG. A profile P32 in the figure shows an example in which the luminance level changes in three steps. The luminance level of the input data is determined by dividing the range according to the set determination levels Ln1 to Ln3. As a result of multiplying the input data by the coefficient kn corresponding to, the level of the entire head of the luminance level profile is enhanced, and a stepwise change appears in the luminance level. In the example of FIG. 5, since it is assumed that the luminance level L31 related to the bright line is small, the stepwise luminance level adjustment processing for the head of the bright line has a predetermined value of the maximum luminance level in one frame. It is performed in the following cases.
[0067]
When emphasizing in this way, in the luminance level adjustment processing for video signal data, first, it is determined whether or not the maximum value detected in the previous frame is less than or equal to a predetermined value. The brightness level of the input data is determined. When the maximum value exceeds the predetermined value, the luminance level of the input data is not determined. Therefore, in the example of FIG. 5, level determination is performed in four ranges of level Ln1 or lower, levels Ln1 to Ln2, levels Ln2 to Ln3, and level Ln3 or higher. Next, after determining which level range the luminance level of the input data is in, the coefficient kn corresponding to the range is multiplied by the data and output.
[0068]
It should be noted that the coefficient kn to be multiplied with the input data is as follows: coefficient 1 below level Ln1, coefficient b1 at levels Ln1 to Ln2, b2 at levels Ln2 to Ln3, and coefficient b3 above level Ln3. Different coefficients are set corresponding to the ranges. For example, the coefficient kn may have a relationship of 1 <b1 <b2 <b3, and the stepwise change in the luminance level of the head is changed by changing the size of each coefficient or the reverse order. be able to. Here, with respect to input data in the range of the coefficient 1 level Ln1 or less, the level of the input data is kept and no level enhancement is performed.
[0069]
In setting the size of the coefficient kn, the enhanced luminance level is prevented from reaching the white MAX data. Further, the height of the level Ln1 is set so as not to increase the noise signal.
[0070]
Next, a specific example of performing the luminance level adjustment processing according to the third embodiment in the waveform display device shown in FIG. 10 will be described with reference to the block configuration of FIG.
[0071]
Since the brightness level adjustment process of the present embodiment is executed by the display process control unit 8 in the waveform display device shown in FIG. 10, the brightness level adjustment process shown in FIG. Part will be inserted. Since it is determined whether the maximum value detected in the previous frame is equal to or less than a predetermined value, the maximum value data storage unit 23 shown in FIG. 4 is required.
[0072]
The luminance level adjustment processing unit in FIG. 6 includes an input data level determination unit 31, a level adjustment unit 32, a multiplication unit 33, and a selection unit 34. The luminance level adjustment processing unit is supplied with video signal data having the luminance level profile P3 shown in FIG. 5 as input data.
[0073]
First, the video signal data of the frame is sequentially input in units of dots to the selection unit 34 of the luminance level adjustment processing unit. The selection unit 34 receives the maximum value data related to the previous frame from the maximum value data storage unit 23. To determine whether the maximum value is equal to or less than a predetermined value set in advance. If the maximum value is less than or equal to the predetermined value, the brightness level adjustment process is selected to be performed. If not, the output is performed without performing the process. The input data level determination unit 31 determines whether the level of the input data falls within any of the four ranges described above. The determination result is sent to the level adjustment unit 32, and the coefficient kn corresponding to the determined range is read out.
[0074]
On the other hand, since the data input to the input data level determination unit 31 is input to the multiplication unit 33 at the same time, the multiplication unit 33 reads the input data read by the level adjustment unit 32 with respect to this input data. Multiply the coefficient kn corresponding to the data, and output the multiplied data.
[0075]
In this way, for each dot of video signal data that is sequentially input, the range of the level of the data is determined, and the coefficient kn corresponding to the range determination result is multiplied by the data one by one. Therefore, as shown in FIG. 5, the luminance level profile of the video signal data subjected to the luminance level adjustment is subjected to level enhancement in a stepwise manner only at the head of the profile P31 to form a profile P32. Is a luminance level profile P3 maintaining the input state.
[0076]
The brightness level profile P31 has a trapezoidal shape in which the maximum value L31 of the brightness level has the range x1 before the brightness level adjustment process, but after the brightness level adjustment process, the range at the head of the profile P31. At x1, the luminance level is emphasized up to level L32, and the level is enhanced stepwise in the range of x2 according to the brightness of the dots. If the profile P31 is seen as a whole, the range x1 is widened to the range x2 by emphasizing the luminance level. The number of stages is not limited to three, but can be a plurality of stages as necessary.
[0077]
As described above, according to the brightness level adjustment process of the third embodiment, when the brightness is dark, the bright line becomes thin and it is difficult to observe the waveform. Bright lines can be created and dark data can be displayed brighter.
[0078]
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments so far, as illustrated in FIG. 11, a uniform straight line has been described as an example, but in reality, the measured signal is often a rectangular wave. . When this rectangular wave signal is input to the input processing unit 6 of the waveform display device shown in FIG. 10, the rectangular wave is displayed on the screen of the display panel 10 as shown in FIG. Is done.
[0079]
When the rectangular wave displayed on the screen is viewed, in the normal display state, the horizontal bright line is thick and the vertical bright line is thin, and the brightness of the vertical bright line is darker than the horizontal bright line. It has become. When the overall display brightness is lowered, it is difficult to know whether there is a vertical bright line. On the other hand, when the luminance is increased in order to make the vertical bright line easy to see, the horizontal bright line becomes brighter, but the effect is difficult to appear for the vertical bright line. Regarding such a vertical bright line, the brightness level profile of one vertical bright line at the position of the broken line in FIG. 7A is shown by a thick line in FIG. 7B.
[0080]
As shown in FIG. 7B, the vertical bright line of the rectangular wave is thin and has a low luminance level. In the waveform display device of FIG. 10, the electronic image conversion device shown in FIG. 9 is used in the waveform display device of FIG. 10, and the electron beam B is applied to the phosphor screen 51 by the electron beam B according to the input signal. This is due to drawing. That is, as the rising edge of the rectangular wave is steeper, when the electron beam B moves from one horizontal emission line to the next horizontal emission line, assuming that the intensity of the electron beam B is constant, the movement of the beam at the rising part Is faster than when it is horizontal, the amount of light emitted from the phosphor screen 51 is reduced.
[0081]
Corresponding to the vertical bright line, the luminance level profile P41 appears in the luminance level profile P4 of the video signal data, and in the example of the rectangular wave in FIG. 7A, four profiles P41 appear in one scan line. become. Then, the brightness level of the profile P41 stops at the level L41 at the maximum, and the width x3 having the level 41 is also narrow, for example, about one dot or several dots.
[0082]
Therefore, in the fourth embodiment, a brightness level adjustment process is performed to make it easy to see the thin and dark bright lines generated when a rectangular wave signal is displayed on the screen. Since it is only necessary to display that the vertical bright line is clearly present, in this luminance level adjustment process, the bright line width of the luminance level profile P41 is kept as it is, and only the peak portion showing the highest level L41 is emphasized.
[0083]
In this brightness level adjustment process, in order to emphasize only the peak portion, first, a peak (convex) portion appearing in the brightness level profile P41 of FIG. The data of the part is multiplied by a preset coefficient k2.
[0084]
Next, a specific example of performing the luminance level adjustment processing according to the fourth embodiment in the waveform display device shown in FIG. 10 will be described with reference to the block configuration of FIG.
[0085]
Since the brightness level adjustment process of the present embodiment is executed by the display process control unit 8 in the waveform display device shown in FIG. 10, the brightness level adjustment process shown in FIG. Part will be inserted.
[0086]
8 includes an input data level detection unit 41, a convex data detection unit 42, a delay processing unit 43, and a multiplication unit 44. The luminance level adjustment processing unit is supplied with video signal data having the luminance level profile P4 shown in FIG. 5 as input data.
[0087]
First, video signal data is sequentially input to the luminance level adjustment processing unit in dot units. For the input data, the input data level detection unit 41 detects the level of the input data, and sequentially transmits the level of each data to the convex data detection unit 42. The convex data detection unit 42 sequentially compares the levels of the preceding and succeeding data with respect to the levels of data that are sequentially transmitted. Then, data is detected in which the level increases one after another, and then the level starts to decrease, and the peak portion is extracted assuming that the portion where the level changes is the peak portion.
[0088]
The convex data detection unit 42 supplies a coefficient k2 set in advance to the multiplication unit 44 at a timing when the level of the input data can be detected. The coefficient k2 includes the coefficient 1 and the coefficient b (1 <b), and the convex data detection unit 42 supplies the coefficient b to the multiplication unit 44 when the peak data is extracted, and the peak portion For data other than the above, a coefficient of 1 is supplied.
[0089]
Since it takes time to detect the peak portion of the input data sequentially input, the delay processing unit 44 delays the input data by a predetermined amount so that the detected peak portion data can be multiplied by the coefficient k2 in time. I am letting. The multiplication unit 44 multiplies each data of the input signal output from the delay processing unit 44 by the coefficient k2 supplied from the convex data detection unit 42 and outputs the result.
[0090]
In the luminance level profile P4 of the video signal data output from such a luminance level adjustment processing unit, as shown by a broken line in FIG. 7B, the peak portion width x3 remains unchanged, and the luminance level of the peak portion is the same. The profile P42 emphasized from the level L41 to the level L42 is added. Therefore, in the case of a thin and dark bright line such as a vertical bright line in a rectangular wave signal, only the peak portion of the bright line can be emphasized to an appropriate level, and the waveform of the measured signal can be easily observed.
[0091]
【The invention's effect】
As described above, according to the waveform display device of the present invention, the video signal data extracted from the solid-state imaging screen on which the measured input signal is drawn is generated, and as the luminance level adjustment processing related to the video signal data, Since the lowest luminance level among the data included in one frame of the video signal data is detected and the luminance level is subtracted from the luminance level of all data constituting the frame, for example, the luminance of the screen display is reduced. When it is raised, the entire screen can be prevented from being brightened. It becomes possible to observe the signal waveform clearly.
[0092]
In addition, as the luminance level adjustment processing for the generated video signal data, the maximum luminance level data is detected from the data included in one frame of the video signal data, and the luminance level at the top of the luminance level profile related to the bright line is detected. When the signal waveform is displayed with increased brightness, even if the brightness level around the bright line increases, the original bright line can be emphasized, and the waveform of the input signal can be clearly observed. It can be done.
[0093]
Further, as the brightness level adjustment process for the generated video signal data, the brightness level for the data is changed according to the brightness level of the data included in the video signal data and emphasized. When displaying, when the bright line of the signal waveform becomes thin and the luminance level of the bright line becomes low, only the central part of this dark bright line can be displayed brightly, which makes it easy to observe the waveform of the input signal. .
[0094]
Then, as a luminance level adjustment process for the generated video signal data, a peak portion of the luminance level is detected from the data related to the bright line included in the video signal data, and the luminance level is emphasized only for the peak portion. Therefore, if the brightness of the screen is sufficient, but there is a dark part in the bright line indicating the waveform, for example, the original bright line of the waveform can be emphasized with respect to the vertical bright line of the rectangular wave signal, and the input signal It will be possible to clearly observe the waveform.
[0095]
Moreover, according to the present invention, the brightness level adjustment processing unit as described above can perform real-time image display without so-called frame dropping, and can perform appropriate waveform display as an analog oscilloscope. Further, it is not necessary to perform complicated image processing, and the luminance level adjustment processing unit can be realized with a simple hardware configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a waveform brightness level adjustment process according to a first embodiment of the present invention, using a brightness level profile.
FIG. 2 is a diagram illustrating a block configuration for luminance level adjustment processing according to the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram illustrating a luminance level adjustment process for a waveform in the second embodiment of the present invention using a luminance level profile.
FIG. 4 is a diagram illustrating a block configuration for luminance level adjustment processing according to the second embodiment;
FIG. 5 is a diagram illustrating a waveform luminance level adjustment process using a luminance level profile according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a block configuration for luminance level adjustment processing according to the third embodiment;
FIG. 7 is a diagram illustrating a waveform luminance level adjustment process using a luminance level profile according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a block configuration for luminance level adjustment processing according to the fourth embodiment;
FIG. 9 is a diagram illustrating a specific configuration of a conventional electronic image conversion apparatus.
FIG. 10 is a diagram illustrating a block configuration of a waveform display device that displays a waveform of an electrical signal obtained from an electronic image conversion device.
FIG. 11 is a diagram illustrating a luminance level in a signal waveform displayed by a conventional waveform display device.
[Explanation of symbols]
1 ... Case
2 ... electron gun
3. Deflection part
4 ... latter stage acceleration part
5. Image conversion output unit
6 ... Input signal processor
7 ... Video signal conversion processing section
8 ... Display processing control unit
9 ... Waveform output display
10 ... Display panel
11, 21 ... Data comparison section
12 ... Minimum value data detector
13 ... Minimum value data storage unit
14 ... Subtraction unit
22 ... Maximum value data detection unit
23 ... Maximum value data storage unit
24: Predetermined value data comparison unit
25, 33, 44 ... multiplication section
31 ... Input data level determination unit
32 ... Level adjustment section
34 ... Selection part
41 ... Delay processing unit
42: Input data level detector
43: Convex data detector
51 ... phosphor screen
52, 54 ... Transparent conductive film
53 ... Optical fiber plate
55 ... Solid-state imaging unit

Claims (8)

計測された入力信号に応じて偏向される電子ビームにより該入力信号の波形が描画される蛍光面と、該波形の描画で該蛍光面から発生する光の輝度レベルを表す電気信号に変換する固体撮像部とを有する電子画像変換手段と、
前記固体撮像部をスキャンしながら取り出した前記電気信号に基づいてフレーム毎のビデオ信号データに変換するビデオ信号処理手段と、
前記ビデオ信号データにおけるフレーム毎に前記輝度レベルの最小値を検出する検出部と、検出された該最小値を記憶する記憶部と、該最小値を検出した次のフレームのビデオ信号データの前記輝度レベルから該最小値を減算する減算部とを有する処理制御手段と、を備え、
前記処理制御手段は、前記ビデオ信号データの前記最小値を、輝線の無い暗い部分の輝度レベルに調整したビデオ信号データを生成し、該ビデオ信号データを波形表示手段に出力することを特徴とする入力信号の電気的波形を測定する波形表示装置。
Solids into an electric signal representing the phosphor screen waveform of the input signal is drawn by an electron beam deflected in accordance with the measured input signal, the luminance level of light generated from the fluorescent surface at a waveform drawing An electronic image conversion means having an imaging unit;
Video signal processing means for converting into video signal data for each frame based on the electrical signal taken out while scanning the solid-state imaging unit;
A detection unit that detects the minimum value of the luminance level for each frame in the video signal data, a storage unit that stores the detected minimum value, and the luminance of the video signal data of the next frame in which the minimum value is detected A process control means having a subtracting unit for subtracting the minimum value from the level ,
The processing control unit generates video signal data in which the minimum value of the video signal data is adjusted to a luminance level of a dark portion without a bright line, and outputs the video signal data to a waveform display unit. A waveform display device that measures the electrical waveform of an input signal .
計測された入力信号に応じて偏向される電子ビームにより該入力信号の波形が描画される蛍光面と、該波形の描画で該蛍光面から発生する光の輝度レベルを表す電気信号に変換する固体撮像部とを有する電子画像変換手段と、
前記固体撮像部をスキャンしながら取り出した前記電気信号に基づいてフレーム毎のビデオ信号データに変換するビデオ信号処理手段と、
前記ビデオ信号データにおけるフレーム毎に、当該フレームに含まれる波形データに係る前記輝度レベルの最大値を検出する検出部と、検出された該最大値を記憶する記憶部と、該最大値から特定範囲の輝度レベルに該当する次フレームに含まれる波形データに対して所定の係数を乗算する乗算部とを有する処理制御手段と、を備え、
前記処理制御手段は、前記波形データの輝度レベルを調整したビデオ信号データを生成し、該ビデオ信号データを波形表示手段に出力することを特徴とする入力信号の電気的波形を測定する波形表示装置。
Solids into an electric signal representing the phosphor screen waveform of the input signal is drawn by an electron beam deflected in accordance with the measured input signal, the luminance level of light generated from the fluorescent surface at a waveform drawing An electronic image conversion means having an imaging unit;
Video signal processing means for converting into video signal data for each frame based on the electrical signal taken out while scanning the solid-state imaging unit;
For each frame in the video signal data, a detection unit that detects the maximum value of the luminance level related to the waveform data included in the frame, a storage unit that stores the detected maximum value, and a specific range from the maximum value Processing control means having a multiplication unit that multiplies the waveform data included in the next frame corresponding to the luminance level of the predetermined coefficient by a predetermined coefficient,
It said processing control means generates the video signal data to adjust the brightness level of the waveform data, waveform display device for measuring the electrical waveform of the input signal and outputs the video signal data to the waveform display unit .
前記特定範囲は、検出された前記最大値から所定値だけ下回る範囲で設定されることを特徴とする請求項2に記載の前記波形表示装置。The specific range, the waveform display apparatus according to claim 2, characterized in that it is set in a range below from the detected said maximum value by a predetermined value. 前記特定範囲には、検出された前記最大値以下において複数の範囲が設定され、
前記乗算部は、前記複数の範囲に対応して異なる大きさに設定された前記係数を前記ビデオ信号データの前記波形データに乗算することを特徴とする請求項2又は3に記載の前記波形表示装置。
In the specific range, a plurality of ranges are set below the detected maximum value,
The multiplication unit is configured waveform display according to claim 2 or 3, characterized in that multiplying the coefficients set in different sizes corresponding to said plurality of ranges in the waveform data of the video signal data apparatus.
前記処理制御手段は、前記ビデオ信号データに含まれる輝度レベルをフレーム毎に前記複数の範囲に判別するレベル判別部と、判別された該範囲に応じた大きさの前記係数を出力するレベル調整部とを有し、
前記乗算部は、前記レベル調整部から出力された前記係数を前記波形データに乗算することを特徴とする請求項4に記載の前記波形表示装置。
The processing control means includes a level discriminating unit that discriminates a luminance level included in the video signal data into the plurality of ranges for each frame, and a level adjusting unit that outputs the coefficient having a magnitude corresponding to the discriminated range. And
The multiplication unit, the waveform display apparatus according to the coefficient output from the level adjuster to claim 4, characterized by multiplying the waveform data.
前記処理制御手段は、前記ビデオ信号データの1フレームにおける輝度レベルの最大値が所定値以下であるとき、前記レベル判別部に前記ビデオ信号データを入力させる選択部を有する請求項5に記載の前記波形表示装置。Said processing control means, wherein when the maximum value of the luminance level in one frame of the video signal data is equal to or less than the predetermined value, the according to claim 5 having a selection unit for inputting the video signal data to said level discriminator Waveform display device. 前記処理制御手段は、順次入力される前記ビデオ信号データに含まれるデータの前後を逐次にレベル比較するレベル比較部を有し、該レベル比較部が、次々大きくなり、次いで下がり出したデータ列を検出したとき、前記ビデオ信号データに含まれる前記波形データとすることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の前記波形表示装置。The processing control means includes a level comparison unit that sequentially compares levels before and after the data included in the video signal data that is sequentially input, and the level comparison unit sequentially increases the data sequence that has subsequently decreased. upon detecting the waveform display device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that said waveform data included in the video signal data. 前記処理制御手段は、順次入力される前記ビデオ信号データの前記波形データにおける輝度レベルの最大値が検出されたときに所定係数を出力する最大値検出部と、前記ビデオ信号データを所定量だけ遅延させる遅延処理部と、該遅延された前記ビデオ信号データの前記波形データに前記所定量を乗算する乗算部とを有することを特徴とする請求項7に記載の前記波形表示装置。The processing control means includes a maximum value detector for outputting a predetermined coefficient when the maximum value of the luminance level in the waveform data of the video signal data sequentially input is detected, and delays the video signal data by a predetermined amount The waveform display apparatus according to claim 7, further comprising: a delay processing unit that causes the waveform data of the delayed video signal data to be multiplied by the predetermined amount.
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