NO316652B1 - Omforming av videosignal for a drive en skjerm med flytende krystaller - Google Patents

Description

OMFORMING AV VIDEOSIGNAL FOR Å DRIVE EN SKJERM MED FLYTENDE KRYSTALLER

Den herværende oppfinnelse vedrører visning av bilder på bil-ledskjerminnretninger som har ulik responstid for luminansstigning og -fall, slik som skjermer med flytende krystaller, særlig visning av TV-bilder og/eller datainformasjon på et videovisningssystem utstyrt med skjerminnretning med flytende krystaller.

Visning av videobilder på skjerminnretninger slik som kato-destrålerør (CRT) eller skjerm med flytende krystaller (LCD) er kjent teknikk. Billedskjermer utstyrt med slike CRT- eller LCD-skjerminnretninger er i stand til på en skjerm å vise bilder som består av et antall billedelementer (eller pixler) som friskes opp med en oppfriskningsrate som generelt ligger over 25 Hz. Disse bilder kan være monokromatiske, flerfargede eller fullfargede. Vanlige standarder benyttes for å vise bildene som en rekke av enkeltbilder.

Lyset i de fortløpende enkeltbilder som vises på skjermen i slike CRT- eller LCD-skjerminnretninger sammenfattes til et hele av det menneskelige øye. Hvis antallet enkeltbilder som vises pr. sekund - videre kalt billedraten - er tilstrekkelig høyt, kan det skapes en illusjon om at bildene vises sammen-hengende og således en illusjon om bevegelse.

Måten bilder dannes på på skjermen i en CRT-skjerminnretning, er fundamentalt forskjellig fra den måte bilder dannes på på skjermen i en LCD-skjerminnretning.

På en CRT-skjerminnretning fremkommer luminansen i et billedelement gjennom et område av et fosforlag på skjermen når nevnte område treffes av en skrivende elektronstråle.

På en LCD-skjerminnretning bestemmes luminansen i et billedelement av lystransmittanstilstanden i ett eller flere flytende krystallelementer i LCD-skjerminnretningens skjerm på stedet for billedelementet, idet selve lyset kommer fra lyset i omgivelsene eller fra en lyskilde.

For en tro gjengivelse av bevegelige bilder eller bevegelige deler av et bilde, er den benyttede skjerminnretnings luminansrespons av største viktighet.

Det er kjent at skjermers luminansrespons og luminansresponstider er meget forskjellige for CRT- og LCD-skjerminnretninger. Luminansresponstiden, som er den tid som trengs for å nå korrekt luminans på skjermen som reaksjon på en momentan forandring i et mostsvarende drivsignal, er kortere enn en enkeltbildeperiode for en CRT-skjerminnretning, men opp til flere enkeltbildeperioder for en typisk LCD-skjerminnretning ifølge teknikkens stand.

Det er også kjent at for LCD-skjerminnretninger er luminansrespons og luminansresponstiden annerledes for en luminansovergang fra mørkere til lysere sammenlignet med responsene og responstidene for en lignende luminansovergang fra lysere til mørkere. Dessuten er luminansresponsene og luminansresponstidene temperaturavhengige, avhengige av drivspen-ningsområde og, på grunn av produksjonstoleranser, uensartede over LCD-skjermarealet (stedsavhengige).

Det er kjent ulike løsninger for å endre luminansresponstiden hos LCD-skjerminnretninger. De har imidlertid som mål å for-korte den samlede luminansresponstid, ikke å gjøre tidene for luminansstigning og -fall like. EP 0 487 140 beskriver en fremgangsmåte for å gjøre skjermens responstid kortere ved å doble billedraten for skjermen. Tidene for luminansstigning og -fall er fortsatt forskjellige. EP 0 553 865 beskriver fe-nomen med luminansflimring knyttet til luminansrespons, men denne flimring skyldes ikke forskjellen mellom luminansstigetid og -falltid, men hvordan billedlinjene blir skrevet.

Fra WO 97/33271 er det kjent et signalforsterkningssystem som mottar data fra en signalkilde og prosesserer dataene til å skape et forsterket videosignal ved dynamisk maksimering av signalets kontrast over det dynamiske område til skjerminnretningen som det forsterkede signal sendes til. Signalpro-sesseringssystemet innbefatter et tilførselsgrensesnitt, en signalidentifiseringskrets og en signalkonverteringskrets. Tilførselsgrensesnittet mottar signalet fra signalkilden og utfører en funksjon som kan være nødvendig for å forberede signalet mottatt fra signalkilden til prosessering i signal-forsterkningssystemets etterfølgende elementer. Signalidentifiseringskretsen analyserer signalet for å identifisere ut-valgte egenskaper til signalet, og basert på disse egenskaper, bevirker at signalidentifiseringskretsen modifiserer da-tåene (ved å skifte og forsterke signalet) tilført displayen-heten for å utnytte en større del av skjermens dynamiske område, slik at signalets synlighet optimaliseres. Adderere og forsterkere brukes til henholdsvis skifting og forsterkning av signalet.

GB-2191667 viser et system og en fremgangsmåte for å styre et display, hvor et bildesignal og et luminanssignal for å gi en luminans til bildesignalet, oppnås samtidig, og en logikk mellom bildesignalet og luminanssignalet tas for å styre bil-designalets luminans. Systemet omfatter pulsviddeinnstillere som, når et signal er sant mens det andre er falskt, setter det sanne signal innenfor intervallet av det falske signal og gjengis falskt for faste tider før og etter dettes sanne signal intervall. Når begge respektive signalers logikk er sanne eller falske, justeres signalenes sanne eller falske inter-valler slik at de blir like.

Det finnes et antall bilder, videre kalt spesifikke bilder, som når de beveges over en skjerm med ulik luminansstigetid og -falltid, gir opphav til synlige og målbare forekomster i det viste bilde, selv når luminansresponsene blir forkortet.

Det er karakteristisk for nevnte spesifikke bilder at de inneholder et antall isolerte eller sammenklyngede billedpunk-ter som står i sterk kontrast til sine omgivelser i bildet.

Forekomstene skyldes forskjellen mellom luminansstigetid og - falltid, hvilket er typisk for en LCD-skjerminnretning. Dette gjør at luminansfallet (eller stigningen) for en hvit flekk på et første sted er ulik den samtidige luminansstigning (eller fall) for en hvit flekk på et andre sted, når den hvite flekk beveges fra første til andre sted. Den samlede luminans sammenfattet til et hele over skjermarealet umiddelbart før, under og etter bevegelsen av det hvite punkt er ikke konstant. Luminansen i sin helhet viser et "luminanssprang".

I praksis vil forekomstene bare være synlige når flere billedelementer endrer luminans samtidig innenfor seerens observa-sjonsfelt .

I praksis kan flere forskjellige forekomster oppstå, avhengig av ulike parametere slik som forskjellen mellom luminansstigetid og -falltid, billedraten i det viste bilde, videosig-nalnivåene, den hastighet som bildet beveges med over skjermen, innholdet i bildet.

De synlige forekomster påvirker kvaliteten på det viste bildet til å være fra lav til uakseptabel. De kjente løsninger med å øke billedraten løser ikke problemene fra bunnen, men gjør dem i beste fall bare mindre merkbare.

Det er den herværende oppfinnelses mål å fjerne nevnte luminanssprang og alle de synlige forekomster som kommer av nevnte luminanssprang i et vist bilde under og umiddelbart etter nevnte bildes bevegelse, luminanssprangene og forekomstene forårsaket av forskjell luminansstigetid og -falltid for den skjerm som bildet vises på.

Dette oppnås ved en fremgangsmåte for å omforme et første videosignal til et andre videosignal, hvor det andre videosignal er ment å vises på en skjerminnretning som har ulik luminansstigetid og -falltid, og som omfatter en skjerm, og som opererer med en enkeltbildeperiode. Omformingen er slik at det andre videosignal får luminanstidsresponsen i et billedelement i bildet, på en endring i det første videosignal fra en første amplitudeverdi til en andre amplitudeverdi til å ha i det vesentlige samme amplitude/tids-karakteristikk, men med omvendt helning sammenlignet med luminanstidsresponsen, i det samme eller et annet billedelement i nevnte skjerminnretning, på en endring i det første videosignal fra nevnte andre amplitudeverdi til nevnte første amplitudeverdi. Om-formingstrinnet innbefatter modifisering av bildeelementets luminanstidsrespons ved trinnvis tildannelse av det andre videosignal Luminanstidsresponsene kan gjøres i det vesentlige like "forhåndsdefinerte luminanstidsresponser". Luminanstidsresponsene kan gjøres i det vesentlige like i amplitude og ikke tregere enn den luminansrespons i det samme eller annet billedelement som ville bli forårsaket av det første videosignal dersom dette ble vist uten omforming. Valget av nevnte samme eller annet billedelement kan være selve nevnte samme billedelement, et referansebilledelement i en valgt gruppe billedelementer (f.eks. et vindu) som nevnte samme billedelement hører til i, ethvert billedelement som kan vises på skjerminnretningens skjerm. Det valgte nevnte samme eller annet billedelement kan være det billedelement av alle billede-lementene som tilsiktes vist, som har den tregeste luminansrespons. Omforming tillater kompensering av ujevnheten i luminansstigetid og -falltid over skjermens flate, så vel som kompensering av luminansstigetidens og -falltidens tempera-turavhengighet.

Ifølge en foretrukket utførelse er omforingen slik at det andre videosignal blir bygd opp i sanntid i fortløpende trinn i løpet av tilsvarende, fortløpende korrigeringsperioder.

For fastsetting av et neste trinn, kan én eller flere av føl-gende parametere tas med i beregningen ved begynnelsen av en korrigeringsperiode: - nåværende luminans i billedelementet som forutsagt i øyeblikket for den foregående korrigeringsperiode,

- det første videosignals nåværende amplitude,

- billedelementets fysiske beliggenhet på skjermen,

- nåværende temperatur på stedet for billedelementet.

Fortrinnsvis er en korrigeringsperiode lik flere ganger enkeltbildeperioden i det første videosignal.

Fortrinnsvis er billedraten for det andre videosignal flere ganger billedraten for det første videosignal.

Ifølge en utførelse av den herværende oppfinnelse er omformingen av det første videosignal til det andre videosignal slik at et billedelements raskeste luminansreaksjon på en endring i det første videosignal, blir retardert for å tilpasse luminansresponsen i tid og amplitude til den kjente tregeste luminansrespons i det samme eller annet billedelement for den motsatte endring i det første videosignal.

Ifølge en annen utførelse av den herværende oppfinnelse er omforingen av det første videosignal til det andre videosignal slik at et billedelements tregeste luminansrespons på en endring i det første videosignal akselereres for å tilpasse luminansresponsen i tid og amplitude til den kjente raskeste luminansrespons i det samme eller annet billedelement for den motsatte endring i det første videosignal.

Ifølge en annen utførelse av den herværende oppfinnelse er omformingen av det første videosignal til det andre videosignal slik at det andre videosignal påvirker et billedelements luminanstidsrespons på en endring i det første videosignal fra en første amplitudeverdi til en andre amplitudeverdi til å bli i det vesentlige lik i fasong og amplitude, men med motsatt helning sammenlignet med det samme eller annet billedelements luminanstidsrespons på en endring i det første videosignal fra nevnte andre amplitudeverdi til nevnte første amplitudenivå, idet luminansresponsene er like forhåndsdefinerte luminansresponser.

Ifølge en ytterligere utførelse av den herværende oppfinnelse kan fremgangsmåten innbefatte trinnene: subtrahering av en forutsagt nåværende luminans fra det første videosignal for derved å oppnå en differanseverdi; - fastsetting av en første korrigeringsverdi og en andre korrigeringsverdi ut fra differanseverdien og den forutsagte nåværende luminans; - addering av den første korrigeringsverdi og den forutsagte nåværende luminans, hvorved det andre videosignal oppnås; - addering av den andre korrigeringsverdi og den forutsagte nåværende luminans, hvorved en neste forutsagt nåværende luminans oppnås; og - forsinking av den neste forutsagte nåværende luminans, hvorved den forutsagte nåværende luminans for en neste korrigeringsperiode utformes.

Det gjøres dessuten krav på et apparat til gjennomføring av en fremgangsmåte som beskrevet i dette skrift.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat for konvertering av et første videosignal til et andre videosignal, hvor det andre videosignal er for fremvisning på en skjerminnretning som innbefatter bildeelementer med ulik luminansstigetid og -falltid, og skjerminnretningen innbefatter en skjerm som opererer med en enkeltbildeperiode. Apparatet ifølge den herværende oppfinnelse er tilpasset å omforme det første videosignal til det andre videosignal på en slik måte at det andre videosignal bevirker luminanstidsresponsen til en skjerminnretnings bildeelement, på en endring i det første videosignal fra en første amplitudeverdi til en andre amplitudeverdi til å ha i det vesentlige samme amplitude/tids-karakteristikk, men med omvendt helning sammenlignet med luminanstidsresponsen, i det samme eller et annet billedelement i nevnte skjerminnretning, på en endring i det første videosignal fra nevnte andre amplitudeverdi til nevnte første amplitudeverdi ved modifisering av bildeelementets luminanstidsrespons ved trinnvis tildannelse av det andre videosignal.

Et apparat ifølge den herværende oppfinnelse kan videre innbefatte: - en subtraherer som skal subtrahere en forutsagt nåværende luminans fra det første videosignal, - en prosessblokk hvis innsignal er utsignalet fra subtrahereren og den forutsagte nåværende luminans, og hvis utsignal er en første og en andre korrigeringsverdi, - en første adderer som skal addere den første korrigeringsverdi fra prosessblokken og den forutsagte nåværende luminans, hvorved det andre videosignal dannes, - en andre adderer som skal addere den andre korrigeringsverdi og den forutsagte nåværende luminans, hvorved den neste forutsagte nåværende luminans dannes, - et ett-enkeltbildes minne som skal forsinke den neste forutsagte nåværende luminans, hvorved den forutsagte nåværende luminans for en neste korrigeringsperiode utformes. Fig. la, fig. lb og fig. lc illustrerer visningen av et spesifikt videosignal og dettes rulling nedover skjermen; Fig. 2 illustrerer visningen av et spesifikt "tekstvindu"-videosignal og dettes bevegelse over skjermen; Fig. 3a, fig. 3b og fig. 3c illustrerer et hvitt punkts bevegelse mellom et første sted og et andre sted på en skjerm; Fig. 4 viser luminansresponser på en skjerm, hvis luminansstigetid er kortere enn luminansfalltiden når et hvitt punkt beveger seg fra et første til et andre sted (eldre teknikk); Fig. 5 viser luminansresponser på en billedskjerm hvis luminansstigetid er lengre enn luminansfalltiden når et hvitt punkt beveger seg fra et første sted til et andre sted (eldre teknikk); Fig. 6a, fig. 6b og fig. 6c illustrerer en horisontal bevegelse av to hvite punkter på en skjerm; Fig. 7a, fig. 7b, fig. 7c illustrerer horisontal bevegelse av tre hvite punkter på en skjerm; Fig. 8a, fig. 8b og fig. 8c illustrerer en vertikal bevegelse av to hvite punkter på en skjerm; Fig. 9a, fig. 9b og fig. 9c illustrerer en bevegelse av en klynge med hvite punkter på en skjerm; Fig. 10 illustrerer en bevegelse i tre trinn av et hvitt punkt på en skjerm; Fig. 11 viser en luminansrespons på en skjerm, hvis luminansstigetid er lengre enn luminansfalltiden når et hvitt punkt beveger seg på skjermen i løpet av tre fortløpende enkeltbildeperioder (eldre teknikk); Fig. 12 viser en tilkopling, ifølge eldre teknikk, av en videogenerator til en skjerm; Fig. 13 er et blokkdiagram over en utførelse av den herværende oppfinnelse; Fig. 14a viser en bølgeform for et første videosignal svarende til et billedpunkt som først forandres fra sort til hvitt og senere fra hvitt til sort; Fig. 14b viser en bølgeform for en RMS-drivspenning ifølge eldre teknikk til en enkelt flytende-krystall-celle på en LCD-skjerm for å la cellen endre luminans, først fra sort til hvitt og senere fra hvitt til sort; Fig. 15a viser luminansresponsen for et billedelement på en LCD-skjerm, hvis luminansstigetid er kortere enn luminansfalltiden, ifølge den herværende oppfinnelse og sammenlignet med eldre teknikk; Fig. 15b viser en bølgeform ifølge den herværende oppfinnelse for en RMS-drivspenning til en enkelt krystallcelle på en LCD-skjerm for å la den forandre luminans, først fra sort til hvitt og senere fra hvitt til sort; Fig. 15c viser en bølgeform ifølge oppfinnelsen for et andre videosignal svarende til et billedelement som forandres, først fra sort til hvitt og senere fra hvitt til sort; Fig. 16 viser hvordan en luminansrespons styres ifølge oppfinnelsen; Fig. 17a viser luminansresponsen for et billedelement på en LCD-skjerm hvis luminansstigetid er lengre enn luminansfalltiden, ifølge den herværende oppfinnelse og sammenlignet med eldre teknikk; Fig. 17b viser en bølgeform ifølge den herværende oppfinnelse for en RMS-drivspenning til en enkelt krystallcelle på en LCD-skjerm for å la den forandre luminans, først fra sort til hvitt og senere fra hvitt til sort; Fig. 17c viser en bølgeform ifølge den herværende oppfinnelse for et andre videosignal svarende til et billedelement som endres først fra sort til hvitt og senere fra hvitt til sort; Fig. 18 viser et frittstående apparat ifølge den herværende oppfinnelse; Fig. 19 viser et apparat ifølge den herværende oppfinnelse innkoplet mellom en videogenerator og en billedskjerm; Fig. 20 viser en videogenerator med et innebygd apparat ifølge den herværende oppfinnelse, hvilket er koplet til en billedskjerm; Fig. 21 viser en videogenerator som er koplet til en billedskjerm som inneholder et apparat ifølge den herværende oppfinnelse.

Et første eksempel på et spesifikt bilde er illustrert på fig. la, fig. lb og fig. lc. En billedskjerm 1 har på sin skjerm 2 et spesifikt bilde 3 karakterisert ved et høyt støy-innhold, idet bildet rulles nedover ved så lav hastighet at rulletrinnene kan oppfattes enkeltvis. Fig. lb viser en for-størret del 4 av det spesifikke bilde 3, idet dens beliggenhet er vist på bildet vist på fig. la. Fig. lb og fig. lc illustrerer et nedadrettet rulletrinn lik forskjellen mellom et lyst billedpunkts 6 avstand 5 til øvre billedkant før et rulletrinn og en avstand 7 etter rulletrinnet. Et andre eksempel på et spesifikt bilde er illustrert på fig. 2 og viser et vindu 8 med tekst inni, hvilket beveges over en skjerm 2 fra et sted 9 til et sted 10. Avhengig av skjerminnretningens luminansstigerespons og -fallrespons og av rulle- eller bevegelseshastigheten, kan forekomster sees som et luminansblink over et stort område, flimring over et stort område, midlertidig mangelfull luminans over et stort område.

Fig. 3a, fig. 3b og fig. 3c illustrerer bevegelsen av et hvitt punkt 11 så stort som et billedelement på en skjerm fra en første posisjon 12 (fig. 3a) til en andre posisjon 13 (fig. 3c). Bare en liten del 14 av skjermen som omgir de to steder 12 og 13, er vist forstørret.

Når det hvite punkt skifter momentant fra nevnte første posisjon 12 til nevnte andre posisjon 13, skjer følgende: På en skjerm hvor luminansresponsen er momentan, vil det hvite punkt i samme øyeblikk forsvinne fullstendig på det første sted 12 og dukke opp igjen fullstendig på det andre sted 13; den helhetlige luminans over skjermområdet 14 i øye-blikkene før, under og etter det hvite punkts bevegelse, vil være lik luminansen som svarer til ett hvitt punkt.

På en skjerm med en luminansstigetid som er annerledes sammenlignet med luminansfalltiden, slik det er typisk for en LCD-skjerm, vil luminansfallet (eller stigningen) for den hvite flekk på det første sted 12 være forskjellig fra den samtidige luminansstigning (eller fall) for den hvite flekk i samme øyeblikk på det andre sted 13; den helhetlige luminans oppfattet over skjermområdet 14 er ikke lik umiddelbart før, under og etter det hvite punkts bevegelse.

På fig. 4 vises luminansen før, under og etter det hvite punkts 11 bevegelse på et tidspunkt TO, fra et første sted 12 til et andre sted 13 på en skjerm, hvis luminansstigetid er kortere enn luminansfalltiden. Den horisontale akse 15 er en tidsskala, og den vertikale akse 16 er en luminansskala. Grafen 17 viser billedelementets luminans på det første sted 12, grafen 18 viser skjerm-billedelementets luminans på det andre sted 13, og grafen 19 viser den helhetlige luminans over skjermområdet 14.

På fig. 5 vises luminansen før, under og etter bevegelsen av det hvite punkt 11 på et tidspunkt TO fra en første posisjon 12 til en andre posisjon 13 på en skjerm, hvis luminansstigetid er lengre enn luminansfalltiden. Grafen 20 viser billedelementets luminans på det første sted 12, grafen 21 viser billedelementets luminans på det andre sted 13, og grafen 22 viser den helhetlige luminans over skjermområdet 14.

Fig. 4 og fig. 5 viser at når det hvite punkt 11 beveger seg fra første posisjon 12 til andre posisjon 13, finner det sted et kort luminanssprang, oppover eller nedover avhengig av hvordan skjermens stige- og falltider er i forhold til hverandre. Innenfor en og samme tidsperiode forandres luminansen i billedelementet på det andre sted 13 annerledes sammenlignet med luminansen i billedelementet på det første sted 12, hvorved forskjellen bestemmer luminanssprangets amplitude. Dette luminanssprang gir opphav til forekomstene nevnt ovenfor og forklart videre nedenfor.

Hvis flere hvite punkter beveges i samme øyeblikk og innenfor det samme lille område på skjermen, vil det også forekomme et luminanssprang, men dettes amplitude avhenger av hvordan de hvite punkter er fordelt innenfor samme område. Fig. 6a, fig. 6b og fig. 6c illustrerer hvordan to hvite punkter som ligger ved siden av hverandre, beveger seg i samme horisontale retning over en avstand på ett billedelement. På fig. 6b er det vist at ett billedelement ikke endrer luminans, mens to andre billedelementer endrer luminans. Sammenlignet med bevegelsen av ett hvitt punkt som beskrevet ovenfor, er amplituden for luminansspranget innenfor området 14 lik, men det relative luminanssprang som er det absolutte luminanssprang relatert til den totale luminans i punktene som beveger seg, er mindre. Fig. 7a, fig. 7b og fig. 7c illustrerer hvordan tre hvite punkter som ligger ved siden av hverandre, beveger seg i samme horisontale retning over en avstand av ett billedelement. På fig. 7b er det vist at to billedelementer ikke endrer luminans, mens to andre billedelementer endrer luminans. Sammenlignet med ett hvitt punkts bevegelse, som beskrevet ovenfor, er amplituden for luminansspranget innenfor området 14 lik. Sammenlignet med bevegelsen av to hvite punkter, som beskrevet ovenfor, er amplituden for luminansspranget innenfor området 14 lik, men det relative luminanssprang, som er det absolutte luminanssprang relatert til den samlede luminans for punktene som beveger seg, er mindre. Fig. 8a, fig. 8b og fig. 8c illustrerer hvordan to hvite punkter ovenfor hverandre beveger seg i samme vertikale retning over en avstand på ett billedelement. På fig. 8 er det vist at fire billedelementer endrer luminans samtidig. Sammenlignet med bevegelsen av ett hvitt punkt, dobles luminansspranget, men det relative luminanssprang er det samme.

Ulike kombinasjoner av hvite punkter som beveger seg samtidig i samme retning fra ett første sted til et andre sted innenfor et område på skjermen, vil gi ulike absolutte og relative luminanssprang innenfor nevnte område. På fig. 9a, fig. 9b og fig 9c illustreres en bevegelse av en større kombinasjon eller klynge av hvite punkter fra ett sted til et sted mer mot høyre nedover.

Fig. 10 illustrerer et hvitt punkt 11 som beveger seg i løpet av et tidsintervall T0-T3 på 3 enkeltbildeperioder fra et sted 23 til et sted 26 via steder 24 og 25, innenfor et skjermområde 14. Fig. 11 viser en luminansgraf 27 i funksjon av tid, sammenfattet over området 14. En midlertidig lavere luminans 28 forekommer under bevegelsen av det hvite punkt. Luminansen er midlertidig mangelfull. Denne forekomst knytter seg til billedspranget og kalles videre "midlertidig mangelfull luminans".

Forekomstene "luminanssprang" og "midlertidig mangelfull luminans" ble forklart i ovenstående for enkle, bevegelige bilder sammensatt av ett eller flere hvite punkter. Disse forekomster opptrer imidlertid mer eller mindre synlig og/eller målbare med hvilket som helst bilde som beveger seg på en skjerm i en billedskjerminnretning som har ulik luminansstigetid og -falltid. Når et ovennevnt spesifikt bilde, for eksempel bildet illustrert ved hjelp av fig. la, beveges over skjermen, idet dets innhold forblir uendret, kan det avhengig av bevegelseshastigheten oppstå forekomster i en skala fra luminanssprang (eller et lysere eller mørkere luminansblink), via flimring over et stort område til mangelfull luminans over et stort område. Forekomstene oppstår bare i de bilder eller deler av bildet som beveges.

På fig. 12 er det vist en tilkopling ifølge eldre teknikk av en videogenerator 29 til en billedskjerm 1.

En utførelse av den herværende oppfinnelse blir forklart ved hjelp av blokkdiagrammet Fig. 13 og bølgeformfigurer. Det er et apparat hvor et første videosignal blir omformet til et andre videosignal.

Fig. 13 viser et blokkdiagram over et apparat 32 ifølge den herværende oppfinnelse. Inn-signalet er et første videosignal 33, og utsignalet er et andre videosignal 34 som er en omforming av det første videosignal 33. Apparatet 32 omfatter flere funksjonsblokker, hvilke er en valgfri omvendt gammakorrigering 35, en subtraherer 36, en første adderer 37, en andre adderer 38, en prosessblokk 39, et minne FM for ett en-keltbilde samt en valgfri gammakorrigering 40. Nevnte funksjonsblokker er forbundet med hverandre via flere sammenkop-linger for utveksling av verdier mellom funksjonsblokkene. Disse verdier kan svare til luminanser, eller til gammakorrigerte videosignaler, eller til videosignaler uten gammakorrigering, eller til en kombinasjon av én eller flere av disse avhengig av hvor apparatet 32 er plassert i en videokjede mellom en videogenerator og en skjerminnretning. For beskri-velsen av apparatet 32 forutsettes at verdiene er knyttet lineært til luminanser på skjermen, og at de første og andre videosignaler ikke gammakorrigeres. Det vil imidlertid være lett å utvide apparatet for gammakorrigerte videosignaler ved tilføyelse av en omvendt gammakorrigering 35 på inn-siden, og en gammakorrigering 40 på ut-siden, eller ved å la gamma-bevissthet inngå i apparatet 32.

Prosessblokken 39 har en valgfri inngang for verdier TL, hvor disse verdier knytter seg til den nåværende status til et

billedelement på skjermen, slik som temperatur, beliggenheten til det billedelement som behandles, ulikheter i visningsopp-førsel produksjonssatser imellom, aldring hos skjermen, hvil-ken status er ment å benyttes for kompenseringer ved omformingen av det første videosignal til det andre videosignal. Disse verdier kan komme fra en sensor i skjerminnretningen, eller de kan konfigureres av bruker gjennom en visning på skjermen eller en ekstern datainnmatingsinnretning.

For å forklare apparatets 32 virkemåte, velges først et videosignal INI som vist på fig. 14a. Dette valgte første videosignal svarer til et hvitt billedelement på sort bak-grunn, hvor det hvite billedelement dukker opp på tidspunktet TO og forsvinner på tidspunktet T10. På fig. 14a er den horisontale akse en lineær tidsskala med inndelinger TFl som svarer til enkeltbildeperioder i det første videosignal, og den vertikale akse er en lineær spenningsskala. Det første videosignals amplitude endres ved TO fra 10 til II, og ved T10 fra Il til 10. Fig. 14b viser bølgeformen for den RMS-drivspenning som inne i en typisk LCD-skjerm anvendes på den ene eller flere flytende-krystall-billedcelle(r) på skjermen i LCD-skjerminnretning, hvilke celler drives for å vise det hvite punkt i det første videosignal INI og dette i overensstemmelse med eldre teknikk. Fig. 15a viser et antall luminanstidsresponser for et billedelement på en skjerm i en LCD-skjerminnretning, hvis luminansstigetiden er kortere enn luminansfalltiden. Den horisontale akse er en lineær tidsskala, og den vertikale akse 41 er en lineær luminansskala. Luminansresponsene på fig. 15a til-svarer én eneste LCD-skjerminnretning; responsen er avhengig av skjerminnretningen, billedelementets beliggenhet på skjermen, og av temperaturen.

Graf 42 på fig. 15a viser eldre teknikks luminansrespons på det første videosignal INI på stedet for det viste billedelement. Som vist, stiger luminansen fra tidspunktet TO over en varighet av flere enkeltbildeperioder fra LO til LI, og fal-ler fra tidspunktet T10 over en varighet av flere enkeltbildeperioder. Luminansstigetiden er kortere enn luminansfalltiden.

Graf 43 viser eldre teknikks luminansrespons for det samme billedelement på et første videosignal som er reversert i amplitude sammenlignet med videosignalet INI, og som videre kalles -INI. Luminansstigetid og -falltid er som i graf 42.

Videosignalene INI og -INI forekommer ikke på samme tidspunkt for å drive samme billedelement, men kan begge være til stede ved inngangen innenfor et tidsintervall som er kortere enn en inngående enkeltbildeperiode når f.eks. et hvitt billedelement beveger seg fra ett sted til et annet innenfor bildet.

Ifølge den herværende oppfinnelse blir luminansstigetiden og

-falltiden gjort like, hvilket oppnås ved å retardere den raskeste respons til å passe til den tregeste respons, eller akselerere den tregeste respons til å passe til den raskeste respons, eller gjøre den raskeste og den tregeste respons

like en forhåndsdefinert luminansrespons, idet de tre frem-gangsmåter er mulig med utførelsen beskrevet her. Akselere-ring av den tregeste respons vil imidlertid ikke alltid kunne brukes i praksis, fordi høyere drivspenninger vil være nød-vendig, og det kan forekomme metning i billedvisningen.

Løsningen forklares fullstendig bare for retardering av den raskeste respons. Å gjøre den tregeste respons raskere, eller gjøre den raskeste respons og den tregeste respons like en forhåndsdefinert respons, lar seg lett gjennomføre av en fag-mann.

I overensstemmelse med den herværende oppfinnelse blir grafen 42 på fig. 15a retardert til grafen 44 i løpet av tidsinter-vallet for stigende luminans og stemmer så nær som mulig med grafen 45 som er den motsatte av grafen 43. I løpet av intervallet for fallende luminans (fra T10 og videre) skal responsen ikke modifiseres og skal forbli som grafen 42.

Fig. 16 er en forstørret versjon av en del av fig. 15a, nemlig mellom tidspunktene TO og T3. Ved den første vertikale akse 41 er det tilføyd en andre vertikal akse 46 for å vise forholdet mellom det andre videosignal og luminansen i bildet på skjermen.

Fremgangsmåten for omforming av det første videosignal til det andre videosignal forklares videre under henvisning til blokkdiagrammet fig. 13.

Omformingen er slik at det andre videosignal blir bygd opp i sanntid i fortløpende trinn under tilsvarende, fortløpende korrigeringsperioder TC. En korrigeringsperiode (TC) er fortrinnsvis lik det viste bildes enkeltbildeperiode. En korrigeringsperiode kan være forskjellig fra enkeltbildeperioden (TF1) i det første videosignal.

Fra den nåværende verdi av det første videosignal 33 trekkes i subtrahereren 36 en verdi FR som svarer til den nåværende luminans slik denne ble forutsagt én korrigeringsperiode tidligere. Resultatet er en verdi A. Verdien A bestemmer hvordan luminansen vil måtte forandre seg i løpet av neste korrigeringsperiode. Luminansen skal øke eller stige når A er positiv, minke eller falle når A er negativ, og holde seg lik når A er null. Verdien A anvendes ved en første inngang i prosessblokken 39. Ved en andre inngang anvendes den forutsagte nåværende luminans FR. Med A og FR som innverdier og innverdi, hvis slik finnes, for én eller flere temperaturverdier TL knyttet til den tilkoplede skjerm, bestemmes to ut-verdier, AC og AR. Hvordan disse verdier AC og AR kan bestemmes, forklares i nedenstående. AC er en korrigeringsverdi som skal adderes til den forutsagte nåværende luminans FR for å nå en valgt luminans (for å stemme med en valgt respons) ved slutten av neste korrigeringsperiode. AR er verdien som luminansen vil ha blitt endret med etter neste korrigeringsperiode, når AC er lagt til den forutsagte nåværende luminans FR idet skjermens parametere (av hvilke noen avhenger av sted på skjermen, spenning og temperatur) er tatt med i beregningen.

Nevnte verdi AC blir i den første addererblokk 37 lagt til den forutsagte nåværende luminans FR. Nevnte forutsagte nåværende luminans FR ble forutsagt i begynnelsen av den forrige korrigeringsperiode og er blitt forsinket over én korrigeringsperiode i et én-korrigeringsperiode-minne FM. Utverdien fra første adderer 37 er en verdi som er det andre videosignal 34 uten valgfri gammakorrigering.

Verdien AR legges i den andre addererblokk 38 til verdien av den forutsagte nåværende luminans FR. Utverdien er den forutsagte nåværende luminans for en neste korrigeringsperiode.

Selv om en korrigering til det andre videosignal tar flere korrigeringsperioder, behøves det et minne FM på bare én korrigeringsperiode (eller bare én enkeltbildeperiode av det andre videosignal). For hver korrigeringsperiode bestemmes en ny korrigeringsverdi basert på den nåværende luminans som ble regnet ut ved begynnelsen av forrige korrigeringsperiode og lagret i løpet av én korrigeringsperiode.

Apparatet 32 beskrevet ovenfor inneholder alle de ovennevnte funksjonsblokker og forbindelser for å endre en luminansrespons i fortløpende trinn ved å omforme det første videosignal 33 til det andre videosignal 34. Det er imidlertid ikke alltid behov for å endre luminansresponsen, for når luminansresponsen allerede følger den tregeste respons med det første videosignal, kan nemlig apparatet arbeide transparent. Dette kan realiseres i prosessblokken 39.

For ytterligere forklaring vises det nå til fig. 16, hvor det er vist hvordan luminansresponsen bygges opp i løpet av tre fortløpende korrigeringsperioder fra tidspunktet TO til T3.

Fra TO til Tl, uten korrigering, ville luminansstigningen følge grafen 42 og øke fra LF til LAI. Ifølge oppfinnelsen skal luminansresponsen imidlertid følge grafen 45 og øke fra LF til LB1. Fasongen på den stigende luminanshelning er imidlertid ikke nøyaktig identisk med den omvendte av fasongen på den fallende luminanshelning, og det er derfor vanskelig å tilpasse den stigende luminans til grafen 45 og samtidig nå luminansen LB1 på tidspunktet Tl. Det er imidlertid viktigere at den helhetlige luminans over korrigeringsperioden fra TO til Tl er korrekt. Luminansen skal derfor stige slik at den helhetlige luminans er den samme som den ville være hvis grafen 45 ble fulgt og LB1 nådd ved Tl. Dette er tilfelle når luminansen følger eksponentialgrafen 47, hvorved luminansen er LD1 i Tl. Den korrigerte luminansrespons er markert som 44 på fig. 16 {og fig. 15a). Det vises til fig. 13 og forkla-ringen til denne. AC skal ha en egnet verdi for å korrigere det andre videosignal slik at luminansen øker til LC1 over et antall korrigeringsperioder; LD1 er den forutsagte nåværende luminans FR ved slutten av korrigeringsperioden T0-T1.

Ved Tl begynner en påfølgende korrigeringsperiode T1-T2. Luminansen skal fortsette å følge grafen 45 så tett som mulig og samtidig skal den helhetlige luminans over T1-T2 være lik som om luminansresponsen ville følge grafen 45. Luminansen skal derfor stige (graf 48) til luminansen LC2 og stige fra LDl til LD2 innenfor korrigeringsperioden T1-T2. LD2 er den forutsagte nåværende luminans etter korrigeringen T1-T2. Hvis videosignalet ikke ville ha blitt korrigert, ville en luminans LA2 bli nådd ved T2.

På den vertikale akse 4 6 på fig. 16 er det merket av verdier med henvisning til fig. 13 og dennes forklaring. Det første videosignals amplitudeverdi går fra INF til INT ved TO. Ved Tl er forskjellen mellom det første videosignals verdi og den forutsagte nåværende luminans FR forutsagt i TO A1=INT-FR1. Utverdien fra prosessblokken er AC1 og adderes til FRI for å bli den nye verdien til det andre videosignal. Den forutsagte luminansstigning etter korrigeringsperioden T1-T2 er ARI, og den forutsagte nåværende luminans i T2 er FR1+AR1=FR2. Fra T2 og videre blir luminansresponsen bygd opp på samme måte som beskrevet tidligere i dette skrift, opp til en luminans LT. På fig. 15a vises det at fra T10 følger luminansresponsen den tregeste luminansfallrespons og det utføres ikke noen korrigering, hvorved apparatet 32 arbeider transparent.

Fig. 15b viser bølgeformen for RMS-drivspenningen med henvisning til fig. 14b, men nå som svar på det andre videosignal.

På fig. 15c vises det andre videosignal, idet dette er det omformede første videosignal vist på fig. 14a.

På fig. 17a, fig. 17b og fig. 17c er vist lignende bølgefor-mer sammenlignet med fig. 15a, fig. 15b og fig. 15c, men for en skjerminnretning hvis luminansstigetid er lengre enn lumi-nansf alltiden . Luminansfalltiden blir nå retardert fra T10.

I prosessblokken 39 bestemmes utverdiene AC og AR i funksjon av innverdiene A og FR og valgfritt temperaturverdier og beliggenhet sverdier . Følgende C-språkfunksjon blir da benyttet.

I C-språkfunksjonen vist ovenfor bestemmes korrigeringer

hvert 1/60 sekund (billedrate 60 Hz). Den er skrevet for visningen av et bilde på en skjerminnretning hvis luminånsstige-tid er lengre enn luminansfalltiden. Verdier "delta_out" (som

er AC) og "dres" {som er AR) regnes ut fra "delta_in" (som er A) og "from" (som er FR). Når "delta_in" er positiv, skal luminansen stige (kalt positiv helning) og det skal ikke fo-retas noen korrigering. Beregningen av "dout" (eller AC) er basert på følgende ligning hvor T er korrigeringsperioden:

Beregningen av "dres" (AR) baserer seg på følgende ligning:

ts {eller tau_rising) og tf (eller tau_decaying) er tidskons-tanter i eksponentialfunksjoner som svarer til luminanstidsresponser. C-programfunksjonen innbefatter en korrigering i funksjon av temperatur (temp_function) og beliggenhet (locati-on_function).

Prosessblokken 39 kan realiseres på ulike måter. Den kan være en forhåndsutregnet oppslagstabell med A og FR som innverdier og AC og AR som ut-verdier, som før de mates ut, blir sendt gjennom multiplikatorer for temperatur- og belig-genhetsavhengige korrigeringer.

Den kan være en maskinvarerealisering av C-programfunksjonen vist ovenfor.

Den kan bestå av en oppslagstabell og en mikroprosessor for å oppdatere verdiene i oppslagstabellen i funksjon av temperatur .

Fig. 18, fig. 19, fig. 20 og fig. 21 viser andre mulige utfø-relser eller anvendelser av den herværende oppfinnelse. Fig. 18 viser et frittstående apparat 49 som i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse omformer et første videosignal 33 til et andre videosignal 34, og som har en valgfri inngang 50 for verdier (TL) knyttet til en skjerm og har en valgfri temperatursensor 51 for måling av en temperatur i en skjerm. Fig. 19 viser et apparat 52 ifølge oppfinnelsen som er innkoplet mellom en videogenerator 29 og en billedskjerm 1. Fig. 20 viser et apparat 52 ifølge den herværende oppfinnelse innebygd i en signalgenerator 29 som er koplet til en billedskjerm 1. Fig. 21 viser et apparat 52 ifølge den herværende oppfinnelse innebygd i en billedskjerm som er koplet til en videogenerator 29. Det er også en mulig anvendelse av den herværende oppfinnelse at et videosignal genereres eller omformes inne i en signalgenerator, slik at luminanstidsresponsene i et billedelement i et bilde vist på en skjerm som har ulik luminansstigetid og -falltid, er like for en amplitudeendring i videosignalet og for den motsatte amplitudeendring i videosignalet.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for omforming av et første videosignal (33) til et andre videosignal (34), hvor det andre videosignal (34) er ment å bli vist på en skjerminnretning (1), idet skjerminnretningen (1) omfatter en skjerm (2) og billedelementer som har forskjellig luminansstigetid og -falltid og opererer med en enkeltbildeperiode, karakterisert ved at omformingen er slik at det andre videosignal (34) påvirker luminanstidsresponsen, i et billedelement i skjerminnretningen (1), på en endring i det første videosignal (33) fra en første amplitudeverdi til en andre amplitudeverdi til å ha i det vesentlige den samme amplitude/tids-karakteristikk, men med omvendt helning sammenlignet med luminanstidsresponsen i det samme eller et annet billedelement i nevnte skjerminnretning (1), på en endring i det første videosignal (33) fra nevnte andre amplitudeverdi til nevnte første amplitudeverdi, hvor omformings-trinnet omfatter modifisering av billedelementets luminansresponstid gjennom trinnvis utforming av det andre videosignal (34).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte luminanstidsresponser skal være i det vesentlige like i amplitude og ikke tregere enn luminansresponsen i det samme eller et annet billedelement forårsaket av det første videosignal (33) vist uten omforming.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte luminanstidsresponser skal være i det vesentlige like forhåndsdefinerte luminanstidsresponser.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at korrigerings-signalet blir bygd opp i fortløpende trinn i løpet av tilsvarende, fortløpende korrigeringsperioder (TC).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at ved begynnelsen av en korrigeringsperiode blir, for fastsettelsen av neste trinn, én eller flere av følgende parametere tatt med i beregningen: - nåværende luminans i billedelementet som forutsagt på tidspunktet for den foregående korrigeringsperiode, - det første videosignals (33) nåværende amplitude, - billedelementets fysiske beliggenhet på skjermen (2), - nåværende temperatur på stedet for billedelementet.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av krav 4 eller 5, karakterisert ved at en korrigeringsperiode (TC) er lik flere ganger enkeltbildeperioden i det første videosignal (33).

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at billedraten i det andre videosignal (34) er ulik billedraten i det første videosignal (33).

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1, 2, 4, 5, 6 og 7, karakterisert ved at omformingen av det første videosignal (33) til det andre videosignal (34) er slik at luminansresponsen i et billedelement på skjermen (2), på en forandring i det første videosignal (33) skal retarderes for å tilpasse luminansresponsen i tid og amplitude til den kjente tregeste luminansrespons i det samme eller et annet billedelement for den motsatte endring i det første videosignal (33).

9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1, 2, 4, 5, 6 og 7, karakterisert ved at omformingen av det første videosignal (33) til det andre videosignal (34) er slik at luminansresponsen i et billedelement på skjermen, på en forandring i det første videosignal skal akselereres for å tilpasse luminansresponsen i tid og amplitude til den kjente raskere luminansrespons i det samme eller et annet billedelement for den motsatte forandring i et første videosignal (33).

10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter trinnene: subtrahering av en forutsagt nåværende luminans (FR) fra det første videosignal (33) for derved å oppnå en differanseverdi (A); - fastsetting av en første korrigeringsverdi (AC) og en andre korrigeringsverdi (AR) ut fra differanseverdien (A) og den forutsagte nåværende luminans (FR); - addering av den første korrigeringsverdi (AC) og den forutsagte nåværende luminans (FR), hvorved det andre videosignal (34) oppnås; - addering av den andre korrigeringsverdi (AR) og den forutsagte nåværende luminans (FR), hvorved en neste forutsagt nåværende luminans oppnås; og - forsinking av den neste forutsagte nåværende luminans, hvorved den forutsagte nåværende luminans for en neste korrigeringsperiode (TC) utformes.

11. Apparat (32) til omforming av et første videosignal (33) til et andre videosignal (34), idet det andre videosignal skal vises på en skjerminnretning (1) omfattende billedelementer med ulik luminansstigetid og -falltid, og skjerminnretningen (1) videre omfatter en skjerm (2) og opererer med en enkeltbildeperiode, karakterisert ved at apparatet (32) er tilpasset til å omforme det første videosignal (33) til det andre videosignal (34) slik at det andre videosignal (34) påvirker luminanstidsresponsen i et billedelement på skjermen, på en forandring i det første videosignal (33) fra en første amplitudeverdi til en andre amplitudeverdi, til å ha i det vesentlige samme amplitude-/tids-karakteristikk, men ha omvendt helning sammenlignet med luminanstidsresponsen i det samme eller et annet billedelement i skjerminnretningen (1), på en forandring i det første videosignal (33) fra nevnte andre amplitudeverdi til nevnte første amplitudeverdi gjennom modifisering av luminansresponstiden for billedelementet gjennom trinnvis utforming av det andre videosignal (34).

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at det videre omfatter: - en subtraherer (36) som skal subtrahere en forutsagt nåværende luminans fra det første videosignal (33), - en prosessblokk (39) hvis innsignal er utsignalet fra subtrahereren og den forutsagte nåværende luminans, og hvis utsignal er en første og en andre korrigeringsverdi, - en første adderer (37) som skal addere den første korrigeringsverdi fra prosessblokken (39) og den forutsagte nåværende luminans, hvorved det andre videosignal (34) dannes, - en andre adderer (38) som skal addere den andre korrigeringsverdi og den forutsagte nåværende luminans, hvorved den neste forutsagte nåværende luminans dannes, - et ett-enkeltbildes minne (FM) som skal forsinke den neste forutsagte nåværende luminans, hvorved den forutsagte nåværende luminans for en neste korrigeringsperiode utformes.