CN1929545B - 一种电视机扫描线性失真的矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电视机扫描线性失真的矫正方法，包括对模拟电视图像信号进行数字技术处理，通过A/D转换把模拟图像信号转换成数字图像信号；而后对数字图像信号进行编码，按行对数字图像信号数据进行行分组和加上同步信号，输出编码信号；最后对编码输出数字图像信号进行移相。通过采用数字图像信号处理技术，对图像信号的相位进行改变，从而提高CRT电视机行扫描线性失真指标性能，提高产品生产效率和降低成本。
Description
【技术领域】
本发明涉及电视机技术领域，特别涉及一种电视机扫描线性失真的矫正方法。
【背景技术】
目前市场上出现的CRT电视机，正在逐步向超薄、大屏幕、数字化、高清等方面发展，对于超薄型电视机，由于显像管的缩短，相应要求扫描偏转的角度增大，使行、场扫描偏失真也增大。因此，人们对CRT电视机扫描失真指标的要求在不断提高。图1所示为现有普通彩色电视机行扫描电路的工作原理图，其中，L1为磁饱和电感，也称行扫描饱和失真矫正电感，其电感量与流过偏转线圈的电流大小有关，当流过偏转线圈的电流达到最大值时，电感量也变成最小值，因此，它可以对行扫描饱和失真起到补偿作用；C3是行扫描电压输出耦合电容，也是S形失真矫正电容，电容两端电压充放电变化过程正好与行扫描线位于两端的时刻对应，电容器充放电的速率的变化对行扫描的速率影响很大，因此，利用其充放电正、余弦的变化特性正好可以对S形扫描失真进行矫正；L2为滤波电感，或称为行枕形失真矫正信号耦合电感，C4为滤波电容，L2和C4的主要作用是把抛物线波(负向)有效地迭加到行扫描电路之中，以达到对行枕形失真进行矫正。从该行扫描电路的工作原理图可以看出其行扫描失真矫正电路虽然对行扫描失真进行矫正很有效，但在产品批量产生过程中调试很麻烦，因为扫描失真矫正电路中器件的参数一般都不可调，参数有偏差时只能一个一个地对元器件进行更换，生产效率很低，并且很难保证机器工作在最佳状态。另外，电路复杂维修困难，工作效率很低，大约有20％的扫描输出功率要白白地损耗在矫正电路的器件上，这样将增加机器原材料的成本以及生产成本。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种克服上述缺点，提高CRT电视机行扫描线性失真指标性能，提高产品生产效率和降低成本的电视机扫描线性失真的矫正方法。
为实现上述目的，本发明电视机扫描线性失真的矫正方法包括如下步骤：
a.对模拟电视图像信号进行数字技术处理，通过A/D转换把模拟图像信号转换成数字图像信号，而后对数字图像信号进行存储和数据处理；
b.对数字图像信号进行编码，按行对数字图像信号数据进行行分组和加上同步信号，输出编码信号；
c.对编码输出数字图像信号进行移相。
相较于现有技术，本发明电视机扫描线性失真的矫正方法通过采用数字图像信号处理技术，对图像信号的相位进行改变，从而提高CRT电视机行扫描线性失真指标性能，提高产品生产效率和降低成本。
【附图说明】
图1是现有普通彩色电视机行扫描电路的工作原理图；
图2是本发明的原理图；
图3是本发明对模拟电视图像信号进行数字技术处理的工作流程图；
图4是本发明对模拟电视图像信号进行数字技术处理的原理图；
图5是本发明采用电视机遥控器调试行扫描失真的原理图；
图6是本发明采用改变编码输出控制脉冲的相位来改善行扫描失真的工作原理图；
图7是本发明另一实施例采用施密特触发电路进行脉冲移相的工作原理图；
图7a是图7所示实施例工作原理的波形图。
【具体实施方式】
请参阅图2所示，本发明电视机扫描线性失真的矫正方法通过改变每组脉冲互相之间的相位，使多个脉冲信号相互间的距离不一样，竖条宽的地方对应的两个脉冲信号之间的距离就小一些，而竖条窄的地方对应的两个脉冲信号之间的距离就大一些，这样各种行扫描失真便可以得到矫正。
改变模拟电视机图像信号的相位必须要采用数字图像信号处理技术，首先通过A/D转换，把模拟图像信号转换成数字图像信号，然后才能对数字图像信号进行存储、运算、编码等数字处理。图3所示为对模拟电视图像信号进行数字技术处理的工作流程图，模拟电视图像信号首先通过A/D转换，把模拟图像信号转换成数字图像信号，然后才能对数字图像信号进行存储和数据处理，最后对数字图像信号的数据进行输出编码，以及进行D/A数字/模拟转换，把数字图像信号转换成模拟图像信号。
请参阅图4所示，图像信号数字处理主要包括有A/D转换器、CPU中央处理器、Memory存储器、D/A转换器。首先对模拟图像信号进行A/D转换，把模拟图像信号转变成数字图像信号，数字图像信号由CPU中央处理器的一个输入口输入，一般为并联输入，存储于CPU中央处理器内部某个寄存器之中，然后执行一系列软件程序，通过地址总线、数据总线、控制总线等操作，把CPU中央处理器内部某个寄存器之中的数据转存储于Memory存储器之中，然后再对Memory存储器中存储的数据进一步进行逻辑处理。
当CPU中央处理器要把寄存器中的数据存入Memory存储器时，CPU首先要向Memory送出地址信号(A1—An)，并把数据发送到数据总线上(D1—Dn)，然后再向Memory发送出选片信号(C)和写请求信号(W)，等Memory准备好后，CPU再向Memory发送执行信号(E)；当CPU中央处理器需要把Memory存储器中的数据转存到CPU中央处理器中某个寄存器，准备对数据进行处理时，同样CPU首先要向Memory送出地址信号(A1—An)，和选片信号(C)及读请求信号(R)，等Memory准备好后，CPU再向Memory发送执行信号(E)，Memory即刻把数据发送到数据总线上(D1—Dn)，然后CPU中央处理器把数据从数据总线读入累加器，并转存入某个寄存器之中。
模拟图像信号转变成数字图像信号时需要对模拟图像信号进行取样，采样频率一般为图像信号最高频率的3倍左右，PAL制电视或标准清晰度电视图像信号的取样频率一般为13.5MHz。图像信号取样后还需要进行量化编码，才能成为数字图像信号。
对图像信号进行数字技术处理一般都是按程序进行的，执行程序事先都已存储于CPU中央处理器内部或外接的某个程序存储器之中。经过数字处理之后的数据一般还是存储于Memory存储器之中，只有即时处理的数据或立刻需要输出的数据才会存储于CPU中央处理器内部的某个寄存器之中。对经过数字处理后的数字图像信号数进行编码处理，按行对数字图像信号数据进行分组和加上同步信号，然后再按一定的速率把数据从CPU中央处理器的某个寄存器输出，或者CPU中央处理器先把编码信号先输出到一个缓冲存储器之中，然后再让编码信号从缓冲存储器输出，这样数据存入和输出可以不需要同步，提高了CPU中央处理器的实时工作效率。
对电视图像信号处理一般都是采用多总线和多CPU结构的DSP数字信号处理器或OSC带嵌入式操作系统的专用集成电路，图4所示图像信号数字处理中，CPU数字图像信号的输入、输出端口都是采用并联输入、输出形式，这样单线输出码率可以降低将近10倍。
于CPU中央处理器执行一小段软件程序改变输出数字图像信号的码率，即可调试CRT电视图像的各种行扫描失真。其中，执行程序(软件)中的内容应该包括有行扫描失真的各种参数数据，这些行扫描失真的各种参数的数据一般都是在机器生产时，通过程序写入器把数据写入CPU中央处理器内部或外接的程序存储器之中，如果要对参数的数据进行修改，只能通过电脑或专门用来读写数据的微处理机进行。另外，也可以用电视机的遥控器来进行。
图5所示为采用遥控CPU独立处理遥控信号的采用电视机遥控器调试行扫描失真的工作原理图。实际上，普通电视机中都有一个带遥控信号输入接口的CPU，因此，图5中的遥控CPU也可以包括在普通电视机的CPU之中。经过遥控CPU解码后的大部分电视机行扫描失真调试数据，一般都是存储在遥控CPU的内部或外接存储器之中，并且大部分数据均由遥控CPU来进行处理。反过来，数字图像信号处理CPU只是被动地执行遥控CPU发出的指令，对编码输出的某行数字图像信号进行移相工作。
对编码输出数字图像信号进行移相，在数字电路中相当于只需要对存储器或寄存器读操作控制信号进行移相。图6所示改变编码输出控制脉冲的相位来改善行扫描失真工作原理图。其中，改变控制电路输出脉冲的相位就可以改变缓冲存储电路输出数字图像信号的相位，从而达到改善行扫描失真参数的目的。
控制电路的输出脉冲的相位不但要受到输入信号相位的牵制，同时还要受到另一比较信号(调制信号)的幅度或相位牵制。因此，通过改变比较信号的幅度或相位就可以改变控制电路输出脉冲的相位，然后用控制电路输出脉冲去控制缓冲存储电路数字图像信号的输出，就可以得到一个改善行扫描失真参数的数字图像信号。
从另一个角度来看，控制电路的工作原理更像一个脉冲相位调制器，高频脉冲信号由数字图像信号处理CPU输出，调制信号由遥控CPU提供。因此，实现这个功能的途径比较多，如：采用施密特触发电路(也叫射极偶合双稳态电路)、XX555时基触发电路等都可以实现对脉冲信号进行延时、移相的功能。用电路实现对一个方波脉冲进行移相或延时是很容易实现的，最简单的原理就是先对方波脉冲进行积分，让它变成一个锯齿波，然后再用一个基准电压通过一个电压比较器与它进行比较，当锯齿波电压上升超过基准电压的时候，电压比较器才有输出，改变基准电压的幅度或改变锯齿波电压的上升率，都可以改变输出脉冲的相位，最后对电压比较器输出脉冲进行整形就可以得到各种不同参数的脉冲波形。
图7所示为本发明的另一实施例，系采用施密特触发电路进行脉冲移相，图7a为其波形图。其中，数字图像信号输出缓冲存储电路采用速度较高且控制比较简单的寄存器，一般可选用D型触发器，当同步脉冲VP到来时数据开始读入存储器，并保存到下一个同步脉冲VP到来时，存储器的数据才开始更新。数字图像信号处理CPU输出的存储数据同步脉冲CP(图7a-a所示)通过一个电阻R1输出，然后再经电容C1积分，把方波变成锯齿波(图7a-b所示)，锯齿波被送到施密特触发电路中与遥控CPU电路输出的调制电压VD进行比较，当锯齿波的幅度高于电压VD时，施密特触发电路被触发输出一个正方波VP(图7a-c所示)，并作为存储数据同步脉冲VP被送给D型触发器，让D型触发器把数字图像信号处理CPU输出的数字图像信号数据存储下来。D型触发器存储的数据不需要另外再加控制信号就可以直接读出到D/A转换器之中，D/A转换器也是并联输入，但其输出是一串幅度与模拟图像信号包络相同的脉冲(串联输出)，经平滑滤波后就可以得到与输入图像信号形状和性质基本相同的模拟图像信号。
改变遥控CPU电路输出电压VD的值，即可改变存储器同步脉冲VP的相位。遥控CPU电路输出电压VD的值可通过执行软件程序来实现。其原理是事先把一幅显示图像所有像素点对应失真的参数转换成数据存储于遥控CPU控制的存储器之中，即：把图像失真数据做成一个可以根据行、场同步信号顺序进行查询的数据表，并存储于存储器之中。遥控CPU可以根据行、场同步信号的顺序来对数据表进行查询，并读出数据，经D/A转换以后就可以输出电压VD。由此可知，电压VD的值是对应行、场同步信号的顺序不断变化的，行、场同步信号可由数字图像信号处理CPU通过通信及控制信号总线输出，图7和图7a中的TC就是两个CPU之间进行通信和同步控制信号总线，两个CPU之间进行通信和传送同步控制信号，其中也包括行、场同步信号。
另外遥控CPU电路输出的VD电压也可以通过脉冲调制的方法产生，通过改变输出脉冲的数目来改变输出电压的平均值。以S形失真为例，在行扫描线的最右边，矫正行扫描失真的控制脉冲的相位应该是滞后，相应的VD电压值最高，此时，遥控CPU电路输出的脉冲个数应该是最高；而在行扫描线的最左边，矫正行扫描失真的控制脉冲的相位应该是提前，相应的VD电压值最低，此时，遥控CPU电路输出的脉冲个数应该也是最低。因此，当行扫描线从屏幕的最左边开始的时候，遥控CPU电路输出的脉冲个数也从最低逐步以一定的速率(与失真参数对应)不断增加，直到行扫描线到达最右边结束时输出的脉冲个数为最高为止，输出脉冲再经过滤波就可以得到输出脉冲的平均值，即：VD电压值。显然，遥控CPU电路输出的脉冲个数是越多越好，这样，VD从最低变化到最高，脉冲个数的相对变化量就比较小，输出电压纹波相对也很小，这相当于量化步长越小，量化噪音也越小。
以上所描述的最佳实施例仅是对本发明进行阐述和说明，但并不局限于所公开的任何具体形式，进行许多修改和变化是可能的。
Claims (8)
1.一种电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于包括如下步骤：
a.对模拟电视图像信号进行数字技术处理，通过A/D转换把模拟图像信号转换成数字图像信号，而后对数字图像信号进行存储和数据处理；所述的数字图像信号由CPU的一个输入口输入，存储于CPU内部一个寄存器之中，然后执行一系列软件程序，通过地址总线、数据总线、控制总线，把CPU内部该寄存器之中的数据转存储于存储器之中，然后再对存储器中存储的数据进行逻辑处理；
b.对经过数据处理后的数字图像信号进行编码，CPU执行一段软件程序改变输出数字图像信号的码率，按行对数字图像信号数据进行行分组和加上同步信号，输出编码信号；
c.对编码输出数字图像信号进行移相，所述移相通过以下方式来实现：提供数字图像信号输出缓冲存储电路及改变脉冲相位的控制电路，通过改变控制电路输出脉冲的相位，改变缓冲存储电路输出数字图像信号的相位。
2.如权利要求1所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于：执行所述图像信号数字处理的图像信号数字处理器包括有A/D转换器、CPU、存储器及D/A转换器部分。
3.如权利要求2所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于：对图像信号的数字技术处理是按事先存储于CPU内部或者外接的程序存储器内部的程序软件进行。
4.如权利要求1至2中任何一项所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于：把行扫描失真的各种参数的数据写入CPU内部或者外接的程序存储器内部，从而通过电脑或专门用来读写数据的微处理机便可对参数数据进行修改。
5.如权利要求4所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征 在于：将电视机中带有遥控信号输入接口的CPU作为遥控CPU，利用电视机遥控器进行行扫描失真调试。
6.如权利要求1所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于：所述控制电路输出脉冲相位受到输入信号相位及另一比较信号的幅度或相位的牵制。
7.如权利要求1所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于：所述控制电路的高频脉冲由数字图像信号处理CPU输出，而所述比较信号由遥控CPU提供。
8.如权利要求1所述的电视机扫描线性失真的矫正方法，其特征在于：所述数字图像信号的移相可以通过施密特触发电路或者555时基触发电路实现。
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