PT98966A - Processo e aparelho para melhorar a nitidez vertical de valvulas de imagem - Google Patents

Description

Descrição referente à patente de in venção de THOMSON CONSUMER ELECTRONICS s.a., francesa, industrial e comercial com sede em 9, place des Vosges, la Defénce 5, 92400 Courbe-voie, França, (inventores: Andrew Denys HacKett, Werner Boie e Nadine Bolender, residentes na França), pa ra: "processo e aparelho para melhorar A NITIDEZ VERTICAL DE VÁLVULAS DE IMAGEM”♦

DESCRICÃO A presente invenção refere-se a um processo e a um aparelho para melhorar a nitidez vertical de imagens visualizadas em válvulas de imagem.

Fundamento da invenção

As válvulas de imagem de TV de gran de formato têm de produzir um brilho de pico elevado, para que sejam aceites pelo utilizador. Isso conduz a uma corrente elevada do feixe electrónico nas arcas brilhantes da imagem e à desfocagem subsequente do ponto luminoso no visor. A fig.l ilustra este efeito. 0 eixo horizontal (10) serve para marcar as distâncias das linhas verticais e o eixo vertical (11) serve para marcar a amplitude do brilho. Um ponto lumi-. noso de grande brilho (12) tem um diâmetro significativa- * mente maior, comparado com o de um ponto luminoso (13) de 1

baixo brilho. A nitidez de uma transição entre áreas claras e escuras é portanto prejudicada devido a uma sobreposição do ponto brilhante (22) para o interior de uma zona escura, como se mostra na fig. 2. A linha a tracejado (25) mostra a resposta global e a área a tracejado é uma zona de enfraquecimento (24) , enquanto que a linha (26) marca a posição do bordo na imagem.

Sumário da invenção

Um objecto da presente invenção con siste em melhorar a nitidez vertical aparente nas transições entre áreas claras e escuras da imagem, quando visualizada nas válvulas de imagem de TV.

Este objectivo é alcançado com as características mencionadas na reivindicação 1. Nas reivindicações secundárias descrevem-se formas de realização adicionais vantajosas.

Um processo para melhorar a imagem utilizando uma deflexão vertical modificada está descrito no artigo "Line Flicker Reduction by Adaptive Adjustment of Ver tical Deflection in TV Receivers", H.A.Peterson, H.D. Bach, R. Ndelsen, IEEE 1990 ICCE Proceedings,FAM 17.3, Junho 1990. A cintilação aparente das linhas é reduzida por ajustamento adaptativo da deflexão vertical. Não são no entanto eliminados os defeitos de nitidez provocados pelas diferenças das dimensões dos pontos luminosos.

Pode obter-se uma melhoria da nitidez aparente de uma transição vertical modificando a deflexão vertical de um receptor de TV de modo tal que, nas transições verticais, a linha no lado claro da transição seja afastada da zona de transição, como se mostra na fig. 3. Esta deflexão adicional pode ser proporcionada por meio de uma bobina de deflexão e um amplificador adicionais, na válvula de imagem de TV. O valor da deflexão ilustrada na fig. 3 é da ordem de grandeza de uma linha de exploração, mas pode ser menor, dependendo das características da válvula de imagem. 0 valor da deflexão pode também variar conforme as características do sinal de vídeo, mas primariamente efec- 2

tuam-se deflexões adicionais com uma distância fixa, para cima ou para baixo.

Breve descrição dos desenhos

Descrevem-se agora formas de realização preferidas da presente invenção, com referência aos de senhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, um perfil de pontos luminosos na válvula de ima gem com amplitudes diferentes; A fig. 2, a desfocagem do bordo provocada por um ponto lu minoso de brilho elevado; A fig. 3, o bordo quando se utiliza a modulação de explo ração segundo a presente invenção; A fig. 4,

Um exemplo de secção transversal de um sinal de TV; A fig. 5, um esquema de blocos de um gerador do sinal de controlo; A fig. 6, formas de onda associadas à fig. 5; A fig. 7, uma implementação alternativa que utiliza uma linha de atraso completo e de 1 bit; A fig. 8, as modificações do princípio para comparações de 4 (ou mais) níveis; e A fig. 9, um esquema de blocos de um gerador de sinal de controlo aperfeiçoado.

Formas de realização preferidas da invenção

Devido à deflexão vertical adicional representada na fig. 3, o ponto luminoso (22) da fig. 2 tem agora a mesma posição que o ponto luminoso (27) da fig. 2, de modo que na fig. 3 há apenas um ponto luminoso de brilho elevado (32). A sobreposição dos dois pontos luminosos tem como consequência uma resposta global mais elevada (35) nesta linha. 0 gradiente de brilho no bordo aumentou. Uma linha a tracejado (36) de novo marca a posição do bordo.

Este processo também melhora a qualidade da imagem se a frequência de campos de exploração for maior que 50 ou 60 Hz.

Na fig. 4 está representado um exem pio de um corte vertical de uma imagem. Cada uma das linhas e pontos representa a amplitude do sinal de vídeo num ele- 3

mento de imagem de cada uma das linhas (1 a 14) do corte. Pode ver-se que para melhorar a visualização, a exploração nas linhas (3), (7) e (9) deve ser desviada no sentido indicado pelas setas. Existem transições também nas linhas (11) e (13) , mas como aqui se trata de uma frequência vertical elevada, não pode obter-se qualquer melhoria pela modificação da exploração, devemdo assim as linhas manter-se sem qualquer desvio.

Na fig. 5 está representado um esquema de blocos de um sistema para implementar este processamento. 0 sinal de vídeo de entrada (50) vai passar através de duas linhas de atraso (511) e (512), para obter acesso à linha seguinte (na entrada da primeira linha de atraso (511) e para a linha que precede a linha cor rente. A linha anterior está disponível na saída da segunda linha de atraso (512) e a linha corrente na saída da primeira linha de atraso (511). Formam-se as diferenças entre a linha corrente e a linha seguinte e entre a linha corrente e a linha anterior. Conduzem-se depois estas diferenças a um primeiro comparador (521) e a um segundo comparador (522), respectivamente, onde são limitadas a um limiar e convertidas em sinais binários (A) e (B) . Depois são combinadas num circuito lógico (53) para formar um sinal de controlo de saída (C). 0 sinal de vídeo na saída da primeira linha de atraso (511) é fornecido a um amplificador ou multiplicador (54), respectivamente. 0 gancho deste amplificador (54) é controlado pelo sinal (C) . Se (C) for "O", o gancho do amplificador (54) é 1,0, se (C) não for "O", o gancho é cerca de 0,9, para reduzir o brilho na sua saída (55) . 0 sinal (C) é também levado a um circuito de deflexão (56), que alimenta uma bobina (57) de deflexão vertical. A fig. 6 mostra os valores dos si-| nais através do processamento para o exemplo do corte da • fig. 4, no instante em que este sinal (61) aparece na saída 4

da primeira linha de atraso (511). 0 sinal (63) na entrada da primeira linha de atraso (511) e o sinal (62) na saída da segunda linha de atraso (521) aparecem uma linha mais tarde e uma linha mais cedo, respectivamente. Os sinais de diferença (64) e (65) depois da limitação num circuito de limiar aparecem aos pontos (A) e (B).

Pode ver-se que o ponto (A) indica um sinal (66) de linhas que devem ser desviadas para cima e o ponto (B) indica um sinal (67) de linhas que devem ser des viadas para baixo. Ambos os sinais (66) e (67) indicam as mesmas linhas na área de maior pormenor. Para proporcionar uma saída do sinal e controlo, os sinais (66) e (67) são aplicados a uma tabela de consulta no circuito lógico (53). A saída deste circuito é +1 se apenas o sinal (A) estiver activo e -1 se apenas o sinal (B) estiver activo. Se ambos os sinais (A) e (B) forem M0" (não se detecta um bordo) ou se ambos forem "1" (uma linha clara única), a saída é "O", pois não é possível qualquer melhoria por modificação da deflexão.

Na fig. 7 está representada uma outra implementação que utiliza apenas uma linha de atraso (711) de linhas vídeo de resolução completa. Nesta implementação, os sinais (70), (75), (A), (B) e (C) e os circuitos (711), (721), (722), (73), (74), (76) e a bobina (77) corres pondem aos sinais (50), (55), (A) , (B) e (C) e aos circuitos (511), (521), (522), (53) (54) e (56) e à bobina (57) da fig. 5.

Acrescentou-se um amplificador in-versor, de ganho igual a 1, mas a linha de atraso (712) tem uma resolução de apenas l bit. O sinal de controlo de 1 bit na saída do segundo comparador (722), que corresponde ao sinal (A) na fig. 5, é· atrasado de uma linha antes de ser apli cado â tabela de consulta no circuito lógico (73).

Quando o sinal de controlo (C) de-flecte o feixe de exploração, isso tem como consequência um aumento perceptível do brilho na visualização para a parte da imagem para a qual as partes original e deflectida das linhas de exploração se sobrepõem. Para as duas implementa- 5 aiiBgaSSiSi

ções, pode fazer-se uma redução da amplitude do sinal de vídeo no interior do amplificador de ganho comutado (54,74) quando o sinal (C) estiver activo.Se a redução do brilho for demasiado grande, resulta daí um bordo visível muito carregado ao longo dos contornos, na proximidade do limiar. Veri ficou-se que um valor de cerca de 0,9 proporciona um bom com promisso entre o bordo carregado e um aumento apropriadamente reduzido no brilho das partes sobrepostas da exploração. À custa de meios físicos mais complexos nas linhas de atraso e nos circuitos de decisão, o sinal de controlo (C) pode ser feito de modo a ter uma ampli tude dependente do contorno vídeo. Então, a saída dos compa-radores (521), (721), (522), (722) é um sinal multi-níveis, que é aplicado ao circuito lógico (53,73). Na fig, 8a está representada uma característica de transferência de um com-parador de 4 níveis. Obviamente, a linha de atraso de 1 bit (712) na fig. 7 exige agora o número de bits necessário para representar a saída do comparador. A tabela de consulta no circuito lógico (53,73) é agora ampliada e está representada em forma de tabela na fig. 8b. Para ilustrar o princípio, es tão representadas as saídas do comparador com a resolução de 2 bits. Essencialmente, o sinal de controlo (C) aumenta em proporção com os valores dos comparadores para o caso do bor do único. No caso do pormenor de frequência elevada (saída dos dois comparadores em (A) e (B) o sinal de controlo é ini bido da maneira normal. 0 sinal de controlo (C) pode também ser obtido utilizando a informação disponível durante um pro cesso de conversão para aumento da frequência de campos de exploração. A fig. 9 ilustra um esquema de blocos baseado no esquema de blocos da fig. 5. O sinal de vi deo de entrada (90), as linhas de atraso (911) e (912), os comparadores (921) e (922), o circuito lógico (93), o amplificador (94) , o circuito de deflexão (96) e a bobina de deflexão (97) são idênticos aos circuitos e sinais corres-’ pondentes da fig. 5. O sinal de controlo de saída (C) gerado * no circuito lógico (93) é fornecido também a um segundo cir- 6

cuito lógico (98), e ao circuito em escada (99). O circuito de deflexão (96) não é controlado pelo sinal de controlo de saída (C) , mas sim pelo sinal de saída correspondente (OUT) do circuito em escada (99). As entradas dos comparadores (922) e (921), respectivamente, estão ligadas âs entradas (INI) e (IN2), respectivamente, do segundo circuito lógico (98) . A saída deste circuito é ou o sinal na entrada (INI) ou na entrada (IN2) ou na entrada (IN3) (=0) e é fornecida em relação com o sinal de controlo de saída (C) à entrada (IN) do circuito em escada (99). A saída da segunda linha de atraso (912) é fornecida a um terceiro comparador (981) e o sinal de vídeo de entrada (90) é fornecido a um quarto compa rador (982) . A segunda entrada de cada um destes comparadores está ligada a uma tensão MINGREY. Os sinais de saída destes comparadores são ligados como entradas de um circuito "E" (983) que está ligado a um comutador (984). 0 sinal de saída do comutador (984) é também fornecido ao circuito em escada (99). A deflexão vertical adicional aplicada (de + 1 linha) pode destruir a grelha de exploração e-quidistante e introduz furos no lado mais escuro de uma tran sição depois da pós-filtragem pela corrente do feixe. Obviamente, estes furos mantêm-se invisíveis no lado mais escuro do bordo a corrente do feixe se mantiver na proximidade do zero. Mas para níveis de cinzento, os furos que surjam podem ser incómodos. Este efeito torna-se mesmo mais perturbador se a transição vertical de estender não por uma mas sim por duas linhas, como é o caso depois de uma conversão vertical ascendente por um filtro de interpolação. Com um valor interpolado a meia distância entre o valor dos dois lados do bordo, isso corresponde a uma secção menor do feixe electrónico e portanto a uma menor sobreposição com as linhas adjacentes. Portanto, no caso de transições verticais entre níveis de cinzento e de branco, a amplitude da deflexão será reduzida. Embora os furos não possam ser evitados, pode conseguir-se um bom compromisso entre a melhoria do bordo e os sinais estranhos com um circuito segundo a fig. 9. Conforme os valores actuais do sinal de controlo de saída 7

(C) , do sinal na entrada (IN) e o sinal de saída do comutador (984), pode gerar-se funções em escada diferentes, com o circuito em escada (99). 0 sinal na entrada (IN) representa a amplitude da transição. Quando esta amplitude aumenta continuamente, o sinal na saída (OUT) aumentará por degraus, se for C > 0 ou C < O. Se um ou ambos os sinais de entrada nos terceiro e quarto comparadores (981) e (982) forem menores do que o nível de tensão MINGREY, o sinal de saída do comutador (984) será zero, isto é, é válido o gráfico "DIV = 0", no circuito em escada (99). Se ambos os sinais de entrada dos comparadores foram maiores que MINGREY, a saída do circuito "E" (983) terá o nível elevado e o comutador (984) para um valor de divisão DIV > 0 para o circuito em escada (99) . Conforme o valor de DIV, a inclinação da função em escada gerada altera-se. Na fig. 9 estão representados seis gráficos diferentes (metade de cada gráfico, visto que os gráficos são simétricos em relação ao eixo OUT= = O) correspondentes ao valor DIV. Se DIV :> 6, o sinal na salda (OUT) é zero, independentemente do nível na entrada (IN). São preferidos valores: MINGREY = 160...200, dentro do feixe de 0...255 (8 bits) do sinal de vídeo (90) DIV = 2

Para melhorar a imunidade ao ruído relativamente ao sinal de controlo de saída (C) , este sinal pode ser um sinal de controlo de níveis múltiplos com uma resolução de pelo menos 3 bits, em ligação com um filtro passa-baixo horizontal. Evitam-se assim "bordos carregados". As linhas de atraso, os comparadores, os circuitos lógicos e o circuito em escada são feitos adaptados para uma tal resolução elevada. Para também evitar uma deflexão adicional nas partes uniformes da imagem, o que pode suceder devido a sinais transitórios de um filtro passa-baixo usual depois de um feixe electrónico ter passado por um bordo horizontal, aplica-se um filtro de preservação do bordo, por exemplo um filtro de mediana (não ilustrado). 8

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES - lã - Processo para melhorar a nitidez vertical das imagens visualizadas com uma estrutura de linhas numa válvula de imagem, caracterizado por se deflectir o fexe da referida válvula na direcção vertical em relação às transições de brilho vertical. _ 2ã - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida deflexão na direcção vertical ser composta por uma deflexão vertical conhecida e uma deflexão vertical adicional. - 3« - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a referida deflexão vertical adicional ser tal que, no interior das áreas claras (22) , nas transições verticais de brilho, o feixe ser deflectido afastando-se do lado claro da referida zona de transição. - 42 - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida deflexão vertical adicional ser activa se a referida área clara tiver uma altura superior a uma linha. _ 5a - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 4, caracterizado por o valor da referida deflexão vertical adicional estar relacionada com a inclinação da referida transição. - 6â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 5, caracterizado por o valor da referida deflexão vertical adicional estar relacionado com os níveis de cinzento da referida transição. - 7â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 6, caracterizado por o valor da referida deflexão vertical adicional ser uma função em degrau relacionada com os níveis de cinzento da referida transição. 9

   - 8ã - Aparelho que utiliza o processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender duas ou mais linhas de atraso (511, 512, 711, 712, 911, 912) que são seguidas por dois ou mais comparadores (521, 522, 721, 722, 921, 922), formando sinais binários de saída (A, B) combinando os referidos sinais de saída em um ou mais circuitos lógicos (53, 73, 93, 98) que formam um sinal de controlo (C) que consiste no mínimo em três níveis e usando o referido sinal de controlo para gerar a referida deflexão vertical adicional e para reduzir a amplitude do referido sinal de brilho num multiplicador (54, 74, 94). - 9ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por uma (712) das referidas duas ou mais linhas de atraso (711, 712) estar colocada entre um (722) dos referidos comparadores (721, 722) a um dos refe ridos circuitos lógicos (73). - íoa - Aparelho de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado por os referidos comparadores (521, 522, 721, 722, 921, 922) gerarem os referidos sinais de saída (A, B) com mais de dois níveis e por o referido circuito lógico (53, 63) gerar por conseguinte o referido sinal de controlo (C) com mais três níveis. - lia - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado por o referido sinal de controlo (C) ser fornecido a um circuito (99) gerador de um sinal em degrau, no qual o referido sinal de controlo é transformado de acordo com os níveis de cinzento da referida transição. 10 A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente europeia apresentado em 14 de Setembro de 1990, sob o NS. 90402532.7. Lisboa, 13 de Setembro de 1991. )

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