FI79434B - Videosignalbehandlingssystem. - Google Patents

Description

1 79434

Videosignaalin käsittelyjärjestelmä Tämä keksintö koskee videosignaalin käsittelyjärjestelmää kuten televisiovastaanotinta tai videomonitoria, joka 5 sisältää laitteen, joka automaattisesti rajoittaa liiallisia sädevirtoja, jotka johtaa kuvankäsittelylaite kuten kuvaputki, joka on yhdistetty järjestelmään. Erityisesti tämä keksintö koskee sellaista järjestelmää, jossa kompensointi tuotetaan ei-toivotuille siirtymisille videosignaalin mustassa 10 tasossa, joka johtuu sädevirran rajoittimen toiminnasta.

Monet televisiovastaanottimet sisältävät laitteen, joka rajoittaa automaattisesti liialliset kuvaputken säde-virrat, jotka johtavat vasteena videosignaalin kuvainfor-maatiolle. Liialliset sädevirrat voivat alentaa kuvantois-15 toa katkaisemalla vastaanottimen poikkeutuspiirien toiminnan ja aiheuttaen elektronisäteen täplän polttopisteestä poikkeamisen ja kuvan laajenemisen. Liialliset sädevirrat voivat myös ylittää kuvaputken turvallisen toimintavirta-rajan vahingoittaen mahdollisesti kuvaputkea ja liittyviä 20 piirikomponentteja.

Automaattiset sädevirran rajoitinjärjestelmät ovat käyttökelpoisia sekä analogisissa että digitaalisissa vi-deosignaalikäsittelyjärjestelmissä. Digitaalinen televisio-signaalin käsittelyjärjestelmä, joka on äskettäin esitetty 25 Worldwide Semiconductor Group (Freiburg, West Germany) of International Telephone and Telegraph Corporationin (Kansainvälisen puhelin- ja lennätinjärjestön maailmanlaajuinen puolijohderyhmä (Freiburg, Länsi-Saksa) toimesta kuvataan ITT-yhtymän julkaisussa, joka on otsikoitu "VLSI Digital 30 TV System-DIGIT 2000". Siinä järjestelmässä automaattinen kuvaputken sädevirta, joka rajoitetaan liiallisten sädevir-tojen yhden alueen yli, saavuatetaan yhdessä suhteessa säätämällä luminanssisignaalien suuruutta, jotka tuotetaan di-gitaali-analogiamuuntimesta (DAC), joka on liitetty lumi-35 nanssisignaalikanavan lähtöön. Erityisesti liialliset säde- virrat rajoitetaan alentamalla DAC:n yhdistetyn referenssi- 2 79434 jännitteen tasoa, joka siten verrannollisena alentaa DAC:n lähdöstä saatavan analogisen luminanssisignaalin suuruutta.

Jälkimmäinen sädevirran rajoitustekniikka voi tuottaa ei-toivotun siirtymisen kirkkauden aikaansaamassa lu-5 minanssisignaalin mustassa tasossa, esimerkiksi, kun ei-nolla digitaalinen luku yhdistetään luminanssisignaalin mustaan tasoon. Tavallisesti on pidetty parempana rajoittaa sädevirtaa videosignaalin huipusta-huippuun amplitudia säätämällä, koska tämä tapa säätää tuottaa vähemmän huomattavaa 10 ja vähemmän häiritsevää vaikutusta kuvantoistoon kuten katselija on nähnyt. Sädevirran säätö, joka aikaansaa kirkkautta vastaavan mustan tason siirtymisen, on paremmin katselijan havaittavissa ja on siten ei-toivottu, paitsi niissä tilanteissa, joissa vaaditaan sädevirran säätöä mustan tason 15 (kirkkaus) säädön avulla.

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 mukaista videosignaalin käsittelyj ärjestelmää.

Tämän keksinnön mukainen laite sisältää videosignaalin käsittelyjärjestelmässä, jossa videokanava, kun sitä 20 säädetään alentamaan videosignaalien amplitudia liiallisten sädevirtojen rajoittamiseksi, on muutoin ei-toivotusti syynä yhdistetyn mustan tason siirron esiintymiseen. Tämän keksinnön periaatteiden mukaan osoitettu laite kompensoi mustan tason siirrot, jotka aiheuttaa säteen rajoitussäädön toimin-25 ta. Erityisesti osoitettua laitetta käytetään edullisesti digitaalisen videosignaalin käsittelykanavassa, jossa DAC-lähtö, jossa sädevirran rajoittaminen aikaansaadaan muuttamalla DAC-referenssijännitteen suuruutta vasteena säteen ra-joitinsäätösignaalille, joka muuttaa siten analogisten vi-30 deosignaalien lähdön suuruutta. Ei-toivottujen siirtymien kompensointi lähtövideosignaalien mustassa tasossa saavutetaan kytkemällä DAC:n lähtöön muunnos säätösignaalista, jossa on suuruus ja polariteetti, jotka estävät riittävästi mustan tason siirtymiset.

35 Kuviossa 1 esittää osaa televisiovastaanottimesta, joka sisältää automaattisen kuvaputken sädevirran rajoit-timen ja laitteen tämän keksinnön mukaan; ja 3 79434 kuvio 2 esittää kuvion 1 järjestelmän lisäyksi-tyiskohtia.

Kuviossa 1 väritelevisiosignaalit lähteestä 10 syötetään digitaalimuodossa (se on binäärinen) taajuusvalin-5 taverkkoon 12 (esim. sisältäen kampasuodattimen) tuottamaan erotetun televisiosignaalin luminanssi(Y)komponentin digitaaliseen luminanssisignaaliprosessoriin 14, joka on vastaanottimen luminanssikanavassa, ja erotetun krominans-si(C)komponentin digitaaliseen krominanssiprosessoriin 16, 10 joka on vastaanottimen krominanssikanavassa. Luminanssipro- sessori 14 sisältää digitaaliset signaalikäsittelypiirit 15, jotka tuottavat 8-bittisen (2°-2^) digitaalisen lähtösig-naalin 8-bittisen digitaalianalogiamuuntimen (DAC) 17 tuloon. DAC 17 käsittää prosessorin 14 lähtöpiirin ja sisäl-15 tää resistoritikapuuverkon kehittämään analogisen luminans-silähtösignaalin vasteena 8-bitin digitaaliselle luminans-situlosignaalille. Referenssijännite +VR DAC:lie 17 tuotetaan referenssijännitelähteestä 13.

Krominanssiprosessori 16 sisältää lähtö-DAC-verkot 20 tuottamaan analogiset R-Y ja B-Y värierolähtösignaalit vasteena digitaalisille tulokrominanssisignaaleille. Analogiset värierosignaalit prosessorista 16 yhdistetään matriisissa 18 prosessorista 14 lähtevän analogisen lähtölumi-nanssisignaalin kanssa tuottamaan matalan tason värikuvaa 25 edustavat signaalit r, g ja b. Nämä signaalit vahvistetaan videolähtöasteessa 20, joka käsittää useita kuvaputken oh-jausvahvistimia tuottamaan vastaavasti suurtason R, G ja B värisignaalit, jotka ovat sopivia ohjaamaan värikuvaputken 35 intensiteetin säätökatodielektrodeja 36a, 36b ja 36c.

30 R-, G-, B-signaalit kytketään vastaavasti kuvaputken ka- todeihin virranhavainnointiverkkojen 30, 31 ja 32 kautta. Suuri käyttöjännite kuvaputken 35 anodielektrodille tuotetaan suurjännitelähteestä 40 (esim. käsittäen jännitteen kertoja) vasteena vaakapaluupulsseille, jotka saadaan vas-35 taanottimen poikkeutuspiireistä (ei esitetty). Kuvaputken säteen täydennysvirrat johdetaan suurjänniteverkkoon 40 re- 4 79434 sistorin 41 ja resistorin 42 kautta, joka on yhdistetty tasatoimintajännitteeseen B+.

Vastaanotin sisältää myös automaattisen sädevirran rajoitusjärjestelmän, joka r ittaa videosignaalien suu-5 ruuden, jotka johdetaan kuvaputkeen 35 rajoittamaan siel lä liialliset kuvaputken sädevirrat, kun kuvaputkea havainnoidaan sen johtaessa liiallisia sädevirtoja, jotka ovat annetun kynnystason yläpuolella. Kuvaputken video-signaalikatodivirtojen suuruudet, jotka kulkevat videoit) signaalien kuvanpyyhkäisyvälien aikana, havainnoidaan vastaavasti verkoilla 30, 31 ja 32. Havainnointivirrat lisätään yhdistysverkossa 45 tuottamaan yhdistetty havainnoitu virta, joka on verrannollinen kuvaputken kokonaisvir-taan. Yhdistetty virta johdetaan säevirran säätöpiirin 15 50 ensimmäiseen tuloliittimeen T1.

Lisävirta, joka on myös verrannollinen virtojen suuruuteen, jotka kuvaputki 35 johtaa, saadaan täydennys-virtaverkosta B+, 41, 42 suurjännitelähteelle 40. Tämä virta johdetaan säätöpiirin 50 toiseen tuloliittimeen T2. Ku-20 ten myöhemmin selostetaan, kehittää säätöpiiri 50 lähtösää-tösignaalin VC lähtöliittimessä T3, joka on verrannollinen sekä liiallisten huippusädevirtojen (se on transientti) että keskiarvoisten sädevirtojen suuruuksiin, jotka kuvaputki 35 johtaa. Säätösignaali VC on liittimessä T3 ja se joh-25 detaan luminanssiprosessoriin 14 ja krominanssiprosesso- riin 16 johtimien 55 ja 56 kautta vastaavasti, kun kuvaputken virrat ylittivät annetun kynnysarvon. Säätösignaali VC on DC-kytketty luminanssi- ja krominanssiprosessoreiden 14 ja 16 vahvistuksen säätötuloihin suuruuden ja polaritee-20 tin rajoittaessa luminanssiprosessorista 14 ja krominanssi-prosessorista 16 saatavien lähtösignaalien suuruutta rajoittaen siten kuvaputken sädevirran kuvatulle turvalliselle tasolle.

Sädevirran rajoitus saavutetaan liiallisten sädevir-22 tojen annetun alueen yli samanaikaisesti pienentämällä luminanssi- ja krominanssisignaalien huipusta-huippuun amplitudeja käyttäen samanlaista säätötekniikkaa. Luminanssisig- 5 79434 naalien amplitudin pienentämiseksi sädevirran rajoituksen aikaansaamiseksi kytketään säätösignaali VC referenssiläh-teeseen 13 niin, että referenssijännitteen VR suuruus lu-minanssi DAC 17:lie alennetaan säätösignaalin VC suuruuden 5 funktiona. Niinpä, kun säätösignaalin suuruus pienenee, ana logisen luminanssisignaalin amplitudi huipusta-huippuun solmussa A pienenee myös kaikilla luminanssisignaalitasoil-la mustasta tasosta läpi eri harmaiden tasojen valkoiseen tasoon. Tämä siksi, koska lähtöluminanssisignaalin amplitu-10 di on funktio referenssijännitteen VR suuruudesta luminans- si DAC 17:lie.

Säädetty luminanssisignaaliamplitudien pieneneminen valkoiseen suuntaan saa aikaan sädevirran rajoittumisen. Kuitenkin tässä kohdassa lähtöluminanssisignaalin mustan ta-15 son pieneneminen on ei-toivottua ja tämä estetään riittäväs ti tapahtumasta piirijärjestelmällä, joka sisältää johteen 57, inverterin 60 ja resistorit R1 ja R2. Resistori R1 kytkee analogisen luminanssisignaalin luminanssiprosessorin 14 lähdöstä solmussa A solmuun B matriisin 18 luminanssi-20 tulossa. Inverteri 60 ja resistori R2 kytkevät säteen ra- joitinsäätösignaalin VC muunnoksen solmuun B kuten pian M.·' selostetaan.

Tässä järjestelmässä DAC 17 vastaa 8-bittistä verk-koa, joka muuntaa 8-bittisen rinnakkaistulon binäärimuotoi-25 sen digitaalisignaalin luminanssikäsittelypiireistä 15 vas taavaksi analogiseksi signaaliksi. Analoginen lähtösignaali on verrannollinen DAC 17:n referenssijännitteen (VR) suuruuteen ja lukuun, jota DAC 17:n digitaalinen tulosignaali esittää. 8-bittisellä digitaalisella luminanssisignaalilla 30 on 256 digitaalista arvoa, jotka vastaavat numeroita 0:sta 255:een. Analogisen luminanssisignaalin musta taso vastaa ei-nolla digitaalista arvoa, joka vastaa "31" tässä koh-dassa. Digitaaliset arvot, jotka ovat pienempiä kuin "31", esittävät mustempaa kuin musta luminanssi-informaatiota, 35 ja digitaaliset arvot, jotka ovat suurempia kuin "31" esit tävät luminanssi-informaation värivivahdetta harmaasta - valkoiseen.

6 79434

Ei-toivottu siirtyminen luminanssisignaalin mustassa tasossa, sädevirran rajoittimen toiminnan takia, tapahtuu, koska digitaalinen arvo, joka vastaa luminanssisignaalin mustaa tasoa tuottaa erilaisen, se on, ei mus-5 tan tason, kun referenssijännite VR muutetaan vasteena sädevirran säätösignaalille VC. Ei-toivottu mustan tason siirtyminen estetään riittävästi käyttämällä verkkoa, joka sisältää invertterin 60 ja resistorit R1 ja R2. Resis-torien R1 ja R2 arvot valitaan niin, että keskinäinen re-10 sistanssisuhde R2/R1 on lausekkeen

R2/R1 = Q(2N-1)-m]/ M

mukainen, jossa "N" ilmaisee binääristen bittien lukumää-15 rän, joka on digitaalisessa luminanssisignaalissa (N=8 tässä tapauksessa), ja jossa M ilmaisee digitaalisen luvun, joka on digitaalisen luminanssisignaalin mustassa tasossa (M=31 tässä tapauksessa). Niinpä tässä esimerkissä resis-tanssisuhde, joka vaaditaan riittävästi estämään säteen 20 rajoituksen, joka aiheuttaa mustan tason vaihtelut, on R2/R1= 7,225 tai likiarvona 7.

Toiminnassa negatiivinen säteen rajoitussäätösig-: * naali VC aiheuttaa suhteellisen pienenemisen DAC 17:n re- : ferenssijännitteen VR suuruudessa kuten nähdään piiristä, 25 joka on esitetty kuviossa 2. Tämä johtaa analogisen luminanssisignaalin huipusta-huippuun amplitudin pienenemisen solmussa A, joka sisältää luminanssisignaalin mustan tason ei-toivotun siirtymisen vähemmän positiiviseen suuntaan. Negatiivinen säätösignaali VC invertoidaan inver-30 terissä 60 ja se saa positiivisemman arvon inverterin 60 lähdössä. Invertoitu säätösignaali ja analoginen luminans-sisignaali yhdistetään solmussa B jännitteen jakoresis-' torien R1, R2 kautta. Resistorien R1 ja R2 keskinäisten arvojen ollessa valittu kuten yllä on kuvattu, pienene-35 vät ei-toivotut säteen rajoituksen aiheuttamat luminanssisignaalin mustan tason vaihtelut riittävästi mustemmassa kuin mustassa suunnassa solmussa B.

7 79434

Viittaamalla säteen rajoitussäätöpiiriin 50, yhdistetty virta, joka kytketään tuloliittimeen T1 havainnoidaan PNP-transistorilla 70, jossa kollektorilähtöelekt-rodi on kytketty huippuvaste-RC-aikavakioiseen verkkoon, 5 joka sisältää kondensaattorin 71 ja resistorin 72. Jänni te, joka kehitetään kondensaattorissa 71 on verrannollinen huippukatodivirtojen suuruuteen, jotka kuvaputki 35 johtaa. Tämä jännite esittää säätösignaalin VC yhtä komponenttia. Se kytketään lähtöliittimeen T3 invertoidus-10 sa muodossa kynnysliitännän ja signaalin invertoivan ver kon 75 kautta (esim. sisältäen elektronisen kytkimen), kun jännitteen suuruus kondensaattorissa 71 ylittää annetun kynnysarvon. Virta, joka kytketään tuloliittimeen T2 kuvaputken täydennysvirtaverkosta, integroidaan käyttämällä konden-15 saattoria 76 kehittämään jännitteen, joka on verrannolli nen kuvaputken 35 keskiarvovirran suuruuteen. Tämä jännite esittää säätösignaalin VC toista komponenttia ja se kytketään lähtöliittimeen T3 resistorin 77 ja kynnysliitäntä-verkon 78 kautta, kun jännitteen suuruus ylittää konden-20 saattorissa 71 annetun kynnystason.

.·. Luminanssiprosessori 14, krominanssiprosessori 16 ja virtahavainnoitsijät 30-32 voivat olla sellaisia, joita käyttää ITT:n digitaalinen televisiosignaalikäsitte-; lyjärjestelmä, joka on mainittu aikaisemmin. Kukin virta- 25 havainnoitsija 30-32 voi käsittää suurjännite PNP-emitteri- - : seuraajatransistorin, joka sisältyy kuvaputken katodisig- naalikytkentätiehen, kantatuloelektrodin ollessa kytketty liitetyn kuvaputken ohjausvahvistimen tuloon asteessa 20, emitterilähtöelektrodin ollessa kytketty liitettyyn kuvako putken katodiin ja kollektorielektrodin ollessa kytketty virran yhteenlaskevaan verkkoon 45 kuten on esitetty, esi-merkiksi liittyvässä U.S.-patenttihakemuksessa, jonka sarjanumero on n:o 497 157, joka on arkistoitu 23 toukokuuta 1983 ja joka on otsikoitu "Video Signal Processor With 35 Automatic Kinescope White Balance and Beam Current Limiter

Control Systems". Säteen rajoitussäätöpiiri 50 voi myös 8 79434 käyttää huippu(transientti)- ja keskiarvovasteista säteen rajoituspiiriä, joka on esitetty U.S.-patentissa n:o 4 167 025.

Kuvio 2 esittää yksityiskohdat piiristä, joka on 5 sopiva muuttamaan referenssijännitettä VR vasteena säteen säätösignaalille VC. Kuviossa 2 referenssijännitelähde 13 (kuvio 1) käsittää zener-referenssidiodin 80 ja liitetyn biasointiresistorin 81, joka on kytketty jännitelähteeseen (+). Referenssijännite +VR DAC 17:lle kuviossa 1 johdetaan 10 zener-diodista 80 käyttäen kytkentäverkkoa, joka sisältää emitteriseuraajatransistorin 82 ja resistorin 85. Referens-sijännitteen VR, suuruutta muuttaa säderajoitinsäätöjänni-te VC, joka kytketään lähtösolmuun C emitteriseuraajatransistorin 90 ja resistorin 95 kautta.

Claims (6)

1. 9 79434
2. 1. Videosignaalin käsittelyjärjestelmä, joka käsittää 5 digitaalisten videosignaalien lähteen (14), joissa videosignaaleissa on informaatiota sisältäviä bittejä, jotka määrittävät useita videosignaali-informaatiotasoja, joihin kuuluu mustaa kuvaa edustava taso; kuvannäyttövälineet (35), jotka ovat vasteelliset 10 mainitusta lähteestä saataville videosignaaleille; ohjausvälineet (50) sellaisen ohjaussignaalin (VC) kehittämiseksi, joka edustaa näyttövälineiden johtamien liian suurten virtojen suuruutta, joka on suurempi kuin kynnysarvotaso; 15 välineet (55) mainitun ohjaussignaalin kytkemiseksi videosignaalilähteeseen videosignaalien suuruuden säätämiseksi, niin että rajoitetaan näyttövälineiden johtamia liian suuria virtoja, mainitun videosignaalin mustan tason muuttuessa ei-toivotulla tavalla mainitun säädetyn 20 videosignaalin vaihteluiden mukaisesti, tunnettu siitä, että videosignaalilähde (14) sisältää digitaalianalogia-muunninvälineet (17), jotka ovat vasteelliset digitaalisille videosignaaleille ja joilla on niihin liittyvä ver-25 tailujännite (VR), sellaisen analogisen ulostulosignaalin aikaansaamiseksi, jolla on digitaalisten videosignaalien arvoon ja mainitun vertailujännitteen suuruuteen suhteutettu suuruus; mainittu ohjaussignaali (VC) on kytketty mainittuun 30 muunninvälineeseen vertailujännitteen suuruuden muuttamiseksi, niin että tällä tavoin säädetään videosignaaliläh-teestä saatavien analogisten ulostulovideosignaalien suuruutta liian suurten virtojen rajoittamisen aikaansaamiseksi; ja että järjestelmä käsittää 35 välineet (60, R2) sellaisen kompensointisignaalin 10 79434 tuottamiseksi, jonka suuruus on suhteutettu ohjaussignaalin suuruuteen; ja välineet kompensointisignaalin tasavirtäkytkemiseksi videosignaalilähteeseen videosignaalin mustan tason vaihte-5 luiden estämiseksi.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu ohjaussignaali (VC) edustaa näyttövälineiden (35) johtamia, liian suuria huippu- ja keskimääräisiä virtoja.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että analoginen videosignaaliulos-tulo mainituilta muunninvälineiltä (17) yhdistetään signaalin yhdistämisverkossa (Rl, R2, 60) mainitun kompensointi-signaalin kanssa, niin että oleellisesti estetään videosig-15 naalin mustan tason vaihtelut.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että digitaalinen videosignaali sisältää N kappaletta informaatiota sisältäviä bittejä, jotka määrittävät useita 20 videosignaalin informaatiotasoja, joihin kuuluu mustan tasoa edustava taso M; analoginen videosignaali on kytketty mainittuun yhdistämisverkkoon ensimmäisen virtatien (Rl) kautta, jolla on ensimmäinen impedanssi (Rl); 25 kompensointisignaali on kytketty mainittuun yhdis tämisverkkoon toisen virtatien (R2) kautta, jolla on toinen impedanssi (R2); ja että mainitun toisen impedanssin suhde mainittuun ensimmäiseen impedanssiin saadaan yhtälöstä 30 R2/R1»[(2"-1)-m]/M. 11 79434
6. 1. Videosignalbehandlingssystem som oxnfattar en källa (14) till digitala videosignaler, vilka 5 videosignaler uppviear informationsbärande bitar vilka definierar ett flertal videosignal-informationsniväer, vilka inkluderar en svartbildsrepresenterande nivä; bilddisplaymedel (35) vilka är päverkbara s&som gensvar pä frän nämnda källa erhällna videosignaler; 10 styrmedel (50) för alstring av en sädan styrsignal (VC) som representerar storleken hos av displaymedlen ledda för Stora strömmar, vilken storlek överstiger en tröskel-värdesnivä; medel (55) för koppling av nämnda styrsignal tili 15 videosignalkällan för att reglera videosignalernas storlek, sä att de av displaymedlen ledda för Stora strömmama begränsas, varvid nämnda videosignals svarta nivä förändras pä ett icke önskat sätt enligt variationerna i nämnda reglerade videosignal, kännetecknat därav, att 20 videosignalkällan (14) innefattar digital-analog- omvandlingsmedel (17) vilka är päverkbara säsom gensvar pä de digitala videosignalema och vilka uppviear en tili desamma ansluten referensspänning (VR), för att ästadkomma en sädan analog utgängssignal vars storlek är relaterad tili 25 de digitala videosignalernas värde och nämnda referensspän-nings storlek; nämnda styrsignal (VC) är kopplad tili nämnda omvandlingsmedel för omvandling av referensspänningens storlek, sä att pä detta sätt reglera storleken hos de 30 analoga utgängsvideosignalema som erhälls frän videosignalkällan för att ästadkomma begränsning av de för Stora strömmarna; och att systemet omfattar medel (60, R2) för alstring av en sädan kompensa-tionssignal vars storlek är relaterad tili styrsignalens 35 storlek; och medel för likströmskoppling av kompensationssignalen