CN1197349C - 防止穹起现象的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在一种用于防止穹起现象的方法，由一个亮度信号来获得(10)亮度柱状图分布值；处理并归一化(12)各种亮度柱状图分布值；处理(16)亮度柱状图分布值以校正至少实际的对比度和亮度设置以获得校正的柱状图数据；由所校正的柱状图数据来提供(18)一个预测的束流；由所预测的束流来获得(20)一个校正信号并使得给校正信号在所述处理和归一化步骤(12)中有效。

Description

防止穹起现象的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于防止穹起(doming)现象的方法和设备。更具体地，本发明涉及在电视接收机中的用于防止穹起现象的电路。
背景技术
EP-A-0,525,976描述了现有技术中的一种预定提供一般强度校正的强度校正电路，而对于防止穹起的形成无任何帮助。对于该强度校正电路的功能的细节，可以参照所述公开文件。
穹起现象可能发生在这样的情形中，阴极射线图象管荫罩的一部分被高能电子束辐射导致荫罩的部分变形，从而在在荫罩中形成一个“穹起”。因为阴极射线管的几何形状，穹起现象的影响在屏幕的边缘相对更强，在屏幕边缘，电子束以一个相对更大的偏转角打击在荫罩上。
具有高强度的电子束响应于一个局部高亮度信号而产生。为了防止穹起现象，亮度信号必须被这样控制，使得所产生的电子束强度在屏幕的至少那些有可能发生穹起的区域中被限制。
专用于防止穹起现象的电路在现有技术中已经是公知的。在EP-A-0,354,518中描述了一个例子。该电路描述了其中包括用于处理亮度信号的装置，该装置包括一个用于仅仅滤出亮度信号的低频分量的低通滤波器，该低频分量在第一比较器中和与水平和垂直调制信号有关的第一参考信号相比较，产生一个用于充电/放电电路的控制信号，如果在屏幕的一些区域的亮度高到将产生穹起现象，则充电/放电电路将进行充电。充电/放电电路的输出与第二参考电平信号相比较，产生一个校正信号，该校正信号用于修正屏幕的对比度或亮度以抵消任何穹起现象。
在现有技术的电路中，考虑到穹起现象主要出现在屏幕边缘而不是在屏幕中央，因此第一参考信号是如此产生的，使得在屏幕中央的可允许亮度级别相对较高，而在屏幕边缘的可允许亮度级别相对较低。
发明内容
本发明的目的是提供一个改进的穹起现象的防止措施。为此，本发明提供一个如独立权利要求所限定的穹起现象防止措施。其他有利的实施例如从属权利要求所限定的。
在根据本发明的第一方面所述的防止穹起现象的方法中，由一个亮度信号来获得亮度柱状图分布值，各种亮度柱状图分布值被处理和归一化，亮度柱状图分布值被处理以对至少实际对比度和亮度设置进行校正以获得校正的柱状图数据，由所校正的柱状图数据预测束流，并由所预测的束流来获得一个校正信号并使得所述校正信号在处理和归一化步骤中有效。优选地，通过确定局部的柱状图以对至少两个窗口(图2中32，34)校正局部束流来防止局部穹起。
有利地，根据本发明的一个穹起现象防止电路主要利用一个对亮度数据进行计算的处理器，该亮度数据是在形成标准强度控制电路的一部分的柱状图存储器中可用的。在许多情形中，处理器是已经存在的，如果所述处理器具有足够的空闲空间，则根据本发明的穹起防止电路可以无需对于电视接收电路增加任何实际硬件就可以实现。将一个适当的程序装载入已有的处理器中以由可用数据计算校正数据将可以解决问题的主要部分。
本发明的这些和其他方面将通过参照下述的实施例变得更加清楚和明了。
附图说明
在附图中：
图1示出了一个根据本发明的电路的示意图；
图2示出了一个具有其中根据本发明的电路被激活的窗口的屏幕；
图3示出了一个提供了许多细节的更详细的电路。
具体实施方式
在图1中的电路包括三个部件2，4和6，部件2为一个普通的强度校正设备，部件4为一个包括用于影响对比度和亮度的用户可访问设置单元的标准电视接收机电路，而部件6包括根据本发明的穹起现象防止电路。
图1中的部件2示出了一个普通强度校正设备的构造。参考标记10表示一个用于获得一个输入亮度信号Y的亮度分布的柱状图存储器，12表示一个用于对柱状图执行累加并对于各自的数据进行归一化从而使得最大累加频率变得与输出亮度信号的最大值相一致的查询表操作电路，14表示一个用于保存由查询表操作电路12所归一化的数据和允许响应于一个输入信号亮度级别读出一个校正信号的查询表存储器。应注意的是使用查询表存储器仅仅是许多获得亮度比率变化的可能方式中的一个，诸如分段线性技术或一个非线性函数的直接应用。
假设，在图1中亮度信号Y是一个必须通过A/D转换器22转换为数字信号的模拟信号，如果亮度信号已经是数字形式，则转换器22可以省略。
在部件2中的子电路的功能在上述EP-A-0,354,418中有进一步的描述，在此引入作为参考。图1中的电路1具有一个包括亮度和对比度控制器24的第二部件4，该亮度和对比度控制器24包括一个对比度控制器26和一个亮度控制器28。亮度和对比度控制器24的校正输出信号被提供给一个RGB放大器30以将该信号带到一个适合于激励实际阴极射线管控制元件的电平。
图1中的第三部件6包括一个由对比度控制器26和亮度控制器28接收输入信号，以使得来自柱状图存储器10的输出信号经受与来自查询表14的亮度信号相同的校正的仿真亮度和对比度控制电路16。在执行所述校正之后，一个加法电路18提供所有接收值的加权和。所得的和与实际的总束流有关。所得的和在电路20中被进一步处理为一个校正值。所获得的校正值被回传给查询表操作电路12以实现该校正。
图1中的电路最终包括一个一前一后开关S1，S2。在所示的位置，这些开关使得部件2中的电路只作用为如现有技术中已知类型的标准亮度控制电路。如果两个开关都被掷入另一位置，则部件2中的电路与部件4中的电路相组合并作用为穹起防止电路。清楚的是，开关S1和S2以这样一种适当步调操作，使得一方面柱状图数据将以一种充分的重复频率被规律地刷新，同时另一方面至少部分柱状图数据处于一种可用于计算一个校正值的正确移动中，所校正的值对于防止穹起现象是有效的。
在如图3所示地描述更详细电路之前，先将注意力转向示意性地描述在电视屏幕上可能产生穹起现象的区域。为了获得可能的穹起现象的有关数据，无需注意整个屏幕，这是因为穹起现象主要发生在距离屏幕中心一定距离的区域，其中在束流和屏幕之前的荫罩之间的角度明显小于90度。为了避免不必要的测量和处理过程，优选地是所述处理装置只处理与屏幕上特定区域，所谓窗口，有关的亮度信号的部分。更具体地是，所述窗口是包括分别在屏幕的右和左侧的细长垂直区域的左右窗口。
在图2中，在屏幕36上限定了两个窗口32和34，其中每个窗口具有与电视屏幕36高度相等的高度。窗口32的宽度被示出为W1而窗口34的宽度被示为W2。无需W1＝W2。根据本发明的电路的目的现在是测量投射在覆盖每个窗口32和34的CRT荫罩上的总束流。如果在一个窗口上的所测量或估计的总束流高于预定的限制值，使得可能发生穹起现象，则一个校正信号被发往亮度控制电路，以总体上减少电路上的亮度并从而防止穹起现象。
窗口33和35用于测量CRT的热-机械补偿是否实际上作了它所推想作的以防止局部的穹起。假定，屏幕的整个左半部为白。在此情形中，区域33将为白，使得荫罩(通常由双金属制成)的热活性悬置变得太热，从而几乎完成对在区域32中的局部穹起的补偿。再次，该组合发生是基本的，这是因为否则一个错误的警报将非常经常地给出。该补偿系统将考虑具有由铁所制成的荫罩的CRT。对于具有不胀钢的荫罩的CRT，无需该补偿，因为对于这种类型的显示器，荫罩不用借助双金属悬置，而是通过选择具有低膨胀系数的金属来进行热补偿。
现在参照图3，在图3中，柱状图强度控制电路包括柱状图测量存储器40，处理器42和查询表44。这些部件工作的方式已在上面进行了描述，因此不需作任何进一步解释。查询表44的输出信号形成水平/垂直-缩放电路46，对比度电路48，亮度电路50，RGB控制器52和一个CRT-γ校正电路54的输入信号。所有这些电路在现有技术的电视接收机中都可以发现，因此无需作任何进一步的解释。
亮度信号Y通过AGC电路56提供给柱状图测量存储器40以及查询表存储器44。柱状图存储器40被连接到一个开关S10(对应于图1的S1)。开关S10被连接到另一五位开关S12，两个开关是由场景变化检测器59所控制的窗口发生器58来一前一后控制的。如果该电路需要属于左穹起区域窗口、右穹起区域窗口34、左过扫描窗口33或右过扫描窗口35的数据，则窗口发生器48关心将开关S10和S12带到对应的位置。如果不需要这些数据，则开关被带到最低位置，其中电路40、42和44一起作用为现有技术公开文件中所描述的功能。
如果我们假设开关S10和S12处于其四个最高位置中的一个，则柱状图存储器40的输出信号为所有提供给柱状图校正电路60中的第一个。实际上，电路60仿照在电路44中执行的动态对比功能。此后，校正的信号被提供给电路62，其中基于由对比度控制电路48和亮度控制电路50所接收的信号来执行对比度和亮度校正。另一个被提供给电路62的信号由束流限制器63所获得。由于束流限制器63为现有技术中公知的电路。束流限制器63关心的是使得没有束流达到高于预定限制水平的环境条件。如果需要，在电路63的输出端处的值在束流限制器63为此提供一个指示的情形下被校正。
RGB放大器52当然具有对于实际亮度信号的影响，但是在仿真电路中，这种影响实际上为一个恒定的因素，因此在RGB放大器52和校正电路63之间无需联系。CRT-γ校正电路54的影响被转化为模仿γ校正的电路64。
在γ校正电路64输出端处的值被发送到一个加法电路66中，该加法电路在输出端实际上提供了一个所测量窗口的总束流的估计值：束流＝∑权重(桶)×柱状图(桶)
其中权重(n)为在桶(bucket)数n中每个象素的束流而柱状图(n)为落入其中的图象的象素量。
至今，仍根据窗口尺寸来计算束流，这是因为由柱状图所测量的总象素量是随窗口尺寸线性变化的。因为窗口尺寸以一个50Hz/60Hz的重复条件来变化，则必须增加一个校正，为此要增加一个窗口尺寸校正电路68。
迄今为止所计算的预测都倾向于低估在窗口的一部分为亮而另一部分为暗的情形中的束流的穹起效应。作为一个例子，取一个在屏幕顶部25％上为亮的天空而剩余部分为暗的陆地的场景。窗口的平均束流将不高，这主要取决于大量的暗区域。然而，在天空部分仍然存在局部穹起的危险。为了对此进行补偿，增加一个黑/白平衡校正电路70，其中基于亮/暗分布来执行一个校正。
根据所选择的窗口，黑/白平衡校正电路70的输出信号通过开关S12被进一步提供给左部预测电路72或右部预测电路74。这些预测电路控制计算校正电路76，该计算校正电路提供一致的校正值给柱状图算法处理器42。
处理柱状图算法处理器42，校正信号还可以回传给图3所示的对比度控制器48。
如上所示的，本发明的一个优选实施例提供了一个电子局部穹起防止(ELDP)，其中在几个地点确定局部的柱状图，而其中在图象的预定区域执行束流的预测。该实施例是基于由局部亮度柱状图的测量来获得荫罩的局部穹起的预测的思想。对比在现有技术中柱状图测量仅使用一个测量窗口来实现动态对比度控制，在本实施中，一个开关被设置在五个窗口之间，也即一个动态对比度控制窗口加上四个由于电子局部穹起防止的窗口32-35。一旦测量一个ELDP窗口的柱状图，软件处理由此计算荫罩的功率负载。
应注意的是，上述实施例并非用于限制本发明，本领域技术人员可以设计许多其他实施例，而不背离所附权利要求的范围。在权利要求中，括弧中的参考标记不应理解为限制该权利要求。单词“包括”不排除存在权利要求所列举的元件或步骤之外的元件或步骤。在元件前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助包括几个分量元件的硬件来实现，也可以借助一个适当编程的计算机来实现。在枚举几个装置的设备权利要求中，几个这种装置可以用一个和相同的硬件项来实现。唯一的事实是在相互不同的从属权利要求中所述的某个措施未指出这些措施的组合不能用于有利条件。

Claims (11)

1.一种用于防止穹起现象的方法，该方法包括：
由一个亮度信号来获得(10；40)亮度柱状图分布值；
处理并归一化(12；42)各种亮度柱状图分布值；
处理(16；62)亮度柱状图分布值以校正至少实际的对比度和亮度设置以获得校正的柱状图数据；
由所校正的柱状图数据来提供(18；66)一个预测的束流；
由所预测的束流来获得(20；76)一个校正信号并使得该校正信号在所述处理和归一化步骤(12；42)中有效。
2.一种用于防止穹起现象的电路，该电路包括：
用于由一个亮度信号来获得亮度柱状图分布值的柱状图存储器(10；40)；
用于处理并归一化所述柱状图存储器(10；40)中各种亮度柱状图分布值的操作电路(12；42)；
用于处理亮度柱状图分布值以校正至少实际的对比度和亮度设置以获得校正的柱状图数据的装置(16；62)；
用于由所校正的柱状图数据来提供一个预测的束流的装置(18；66)；
由所预测的束流来获得一个校正信号并使得该校正信号在所述处理和归一化步骤(12；42)中有效的装置(20；76)。
3.权利要求2的电路，其中仅考虑相应于屏幕预定区域(33，32，34，35)的亮度信号以基于局部柱状图测量来获得局部的束流预测。
4.权利要求3的电路，其中一部分预定区域(32，34)覆盖具有相对较小水平尺度和相对较大垂直尺度的，分别在屏幕的左或右侧一定距离处的细长窗口。
5.权利要求4的电路，其中另外的预定区域(33，35)覆盖具有相对较小水平尺度和相对较大垂直尺度的，分别紧邻屏幕的最左或最右侧，用于局部穹起的热机械补偿的细长窗口。
6.权利要求2的电路，其中一个开关(S1；S10)被安置在柱状图存储器(10；40)和柱状图数据处理装置(16；66)之间用于将柱状图存储器(10；40)的输出端连接到所述柱状图数据处理装置(16；66)或者连接到所述操作电路(12；42)。
7.权利要求2的电路，其中所述柱状图数据处理装置(16；66)包括用于与一个查询表存储器(14；44)中所指示的强度变化一致地校正数据的装置，该查询表存储器保存所处理和归一化的柱状图值。
8.权利要求2的电路，其中用于预测束流的装置(18；66)包括一个加法器，其中由柱状图存储器(10；40)所接收的各个值在乘以一个加权因子之后被相加以获得一个加权和。
9.权利要求8的电路，其中该加权和在窗口尺寸补偿电路(68)中被处理以提供对50Hz/60Hz接收机电路的补偿。
10.权利要求8的电路，其中该加权和在黑/白补偿电路(70)中被进一步处理以提供对在窗口中相对较大白色表面的补偿。
11.一个电视接收机，它包括一个阴极射线管，在该阴极射线管的屏幕上借助一个在一个电子接收机电路的控制之下的电子束来生成一幅图象，该电子接收机电路包括强度；对比度和亮度控制装置，所述强度控制装置配置有一个如权利要求2中所述的用于防止穹起现象的电路。
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