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Patent Searching and Data


Title:
CIRCUIT FOR CONTROLLING LUMINANCE SIGNAL AMPLITUDE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/013405
Kind Code:
A1
Abstract:
The circuit takes into account whether the image on a screen is too bright, whether more than one specific number of pixels have a luminance value that is greater than a given peak value and whether this condition is met in more than one specific number of lines in a picture and in more than one specific number of successive images with one such number of lines.

Inventors:
NIE XIAONING (DE)
WENDEL DIRK (DE)
BRETT MAIK (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/002726
Publication Date:
March 09, 2000
Filing Date:
September 01, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
NIE XIAONING (DE)
WENDEL DIRK (DE)
BRETT MAIK (DE)
International Classes:
H04N5/57; G09G3/20; G09G5/10; H04N5/20; H04N5/45; (IPC1-7): H04N5/20
Foreign References:
US5721559A1998-02-24
EP0547882A11993-06-23
EP0735751A21996-10-02
Attorney, Agent or Firm:
Bickel, Michael (Mussgnug & Partner Mozartstrasse 8, München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Luminanzsignalampli tuden zur Anwendung in einem Videosystem, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine erste Einrichtung (12,14, 16) zum Bestimmen der Hellig keit eines Bildes nach Maßgabe von eine definierte Hellig keitsschwelle über oder unterschreitenden Bildpunkten (Pixel) in aufeinanderfolgenden Bildern, und mit einer zwei ten Einrichtung (10,18, 19,20) zur inkrementalen Erhöhung oder Verminderung der Luminanzsignalamplitude des darzustel lenden Bildes bis, ausgehend von der in der ersten Einrich tung bestimmten Helligkeit des Bildes, die vorgegebene Hel ligkeitsschwelle mindestens annähernd erreicht ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Einrichtung (12,14, 16) aufweist : eine ersten Zähler (12) zum Zählen von Pixeln in einer Zei le, die einen vorgegebenen LuminanzSchwellwert übersteigen, eine zweiten Zähler (14) zum Zählen von Zeilen in einem Bild, in denen der Stand des ersten Zählers einen Pixelzahl Schwellwert überschreitet, sowie eine dritten Zähler (16) zum Zählen von Bildern, in denen der Stand des zweiten Zählers einen ZeilenzahlSchwellwert überschreitet, wobei die zweite Einrichtung (10,18, 19,20) zur inkremen talen Erhöhung oder Verminderung der Luminanzsignalamplitude vorgesehen ist, wenn der Stand des dritten Zählers (16) einen BildzahlSchwellwert unter bzw. überschreitet.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen ersten Vergleicher (11) zum Ver gleichen des Luminanzwertes eines Pixels mit dem Luminanz Schwellwert aufweist, wobei der erste Vergleicher den ersten Zähler (12) beaufschlagt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der LuminanzSchwellwert über einen Bus einstellbar ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen zweiten Vergleicher (13) zum Ver gleichen des Zählerstandes des ersten Zählers (12) mit dem PixelzahlSchwellwert aufweist, wobei der zweite Vergleicher den zweiten Zähler (14) beaufschlagt.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der PixelzahlSchwellwert über einen Bus einstellbar ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen dritten Vergleicher (15) zum Ver gleichen des Zählerstandes des zweiten Zählers (14) mit dem ZeilenzahlSchwellwert aufweist, wobei der dritte Vergleicher den dritten Zähler (16) in der Weise beaufschlagt, daß dessen Stand um den Wert 1 erhöht wird, wenn der Stand des zweiten Zählers (14) den ZeilenzahlSchwellwert übersteigt und um den Wert 1 vermindert wird, wenn er unter diesem Schwellwert liegt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ZeilenzahlSchwellwert über einen Bus einstellbar ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen vierten Vergleicher (17) und ei ne Einheit (18) zur Erzeugung von inkremental erhöhten oder verminderten Luminanzwerten aufweist, wenn der Zählerstand des dritten Zählers (16) über einem ersten Grenzwert FLDO bzw. unter einem zweiten Grenzwert FLDU liegt.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Grenzwert FLDO und/oder zweite Grenzwert FLDU über einen Bus einstellbar ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Begrenzer (19), der an den Ausgang der Einheit (18) zur Erzeugung eines inkremental erhöhten oder verminderten Lu minanzwertes angeschlossen ist, zur Begrenzung des inkremen talen Luminanzwertes auf einen Wert zwischen 0 und eine posi tiven Integerwert.
12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung einen Addierer (10) umfaßt, an dessen Eingängen ein unkorrigiertes Luminanzsignal YIN und als Stellgröße der inkrementale Luminanzwert YINKR anliegt, und dessen Ausgang mit dem ersten Vergleicher (11) verbunden ist.
13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Teil eines integrierten BildimBildSchaltkreises realisiert ist.
14. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zähler (12) ein vorzeichenloser Zähler ist.
15. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An pruche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zähler (14) ein vorzeichenloser Zähler ist.
16. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Zähler (16) ein Zähler zwischen N und N1 ist.
Description:
l Beschreibung Schaltungsanordnung zur Steuerung von Luminanzsignalamplitu- den Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung von Luminanzsignalamplituden zur Anwendung in einem Videosy- stem.

Video- und Fernsehsysteme weisen im allgemeinen eine automa- tische Luminanzregelung (Helligkeitsregelung) auf, mit der die mittlere Gesamthelligkeit in Abhängigkeit von den hell- sten Stellen eines Bildes geregelt wird. Dies dient vor allem dem Schutz der Bildröhre, weil der Strom des Bildstrahles hierdurch begrenzt ist.

Bei Bild-in-Bild-Systemen, in denen zum Beispiel auf einem Fernseh-Bildschirm zwei Bilder gleichzeitig dargestellt wer- den, indem ein kleineres Nebenbild in ein Hauptbild einge- blendet wird, entsteht dabei jedoch der störende Effekt, daß bei zu hellem Nebenbild die Gesamthelligkeit auch des Haupt- bildes vermindert wird, obwohl dies eigentlich gar nicht er- forderlich wäre. Die Bilddarstellung ist zwar an die Hellig- keit des Nebenbildes angepaßt, für das Hauptbild jedoch ins- gesamt zu dunkel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltungsanordnung zur Steuerung der Luminanzsignalamplitu- den in Videosystemen zu schaffen, mit der die Helligkeit des darzustellenden Bildes regelbar ist. Insbesondere soll mit der zu findenden Schaltungsanordnung bei Bild-in-Bildsystemen die Helligkeit eines Hauptbildes weitgehend unabhängig und unbeeinflußt von der Helligkeit eines in das hauptbild einzu- blendenden Nebenbildes bzw. kleinbildes geregelt werden kön- nen.

2 Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Im wesentlichen zeichnet sich die erfindungsgemäße Schal- tungsansordnung durch folgende Merkmale aus : eine erste Ein- richtung zum Bestimmen der Helligkeit eines Bildes nach Maß- gabe von eine definierte Helligkeitsschwelle über- oder un- terschreitenden Bildpunkten (Pixel) in aufeinanderfolgenden Bildern, und mit einer zweiten Einrichtung zur inkrementalen Erhöhung oder Verminderung der Luminanzsignalamplitude des darzustellenden Bildes bis ausgehend von der in der ersten Einrichtung bestimmten Helligkeit des Bildes die vorgegebene Helligkeitsschwelle mindestens annähernd erreicht ist.

Vorzugsweise ist die Schaltungsanordnung hierfür mit folgen- den Merkmalen versehen : - einem ersten Zähler zum Zählen von Pixeln in einer Zeile, die einen vorgegebenen Luminanz-Schwellwert übersteigen, - einem zweiten Zähler zum Zählen von Zeilen in einem Bild, in denen der Stand des ersten Zählers einen Pixelzahl- Schwellwert überschreitet, sowie - einem dritten Zähler zum Zählen von Bildern, in denen der Stand des zweiten Zählers einen Zeilenzahl-Schwellwert über- schreitet.

Die bereits erwähnte zweite Einrichtung dient dann zur inkre- mentalen Erhöhung oder Verminderung der Luminanzsignalampli- tude, wenn der Stand des dritten Zählers einen Bildzahl- Schwellwert unter- oder überschreitet.

Die Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, daß das auf einem Bildschirm dargestellte Bild dann zu hell darge- stellt ist bzw. zu hell für einen Betrachter empfunden wird, wenn mehr als eine bestimmte Anzahl von Pixeln einen Lu- minanzwert haben, der größer ist, als ein vorgegebener Spit- zenwert und wenn in mehr als einer bestimmten Anzahl von Zei-

3 len in einem Bild und in mehr als einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Bildern mit einer solchen Anzahl von Zeilen diese Bedingung erfüllt ist.

Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Schaltung in digitaler Form und als Teil der (digitalen) Bild-in-Bild-Baugruppe realisiert werden kann. Der erforder- liche Mehraufwand ist somit sehr gering.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Er- findung zum Inhalt.

Danach kann die erste Einrichtung einen ersten Vergleicher zum Vergleichen des Luminanzwertes eines Pixels mit dem Lu- minanz-Schwellwert aufweisen, wobei der erste Vergleicher den ersten Zähler beaufschlagt.

Ferner kann die erste Einrichtung einen zweiten Vergleicher zum Vergleichen des Zählerstandes des ersten Zählers mit dem Pixelzahl-Schwellwert aufweisen, wobei der zweite Vergleicher den zweiten Zähler beaufschlagt.

Weiterhin kann die erste Einrichtung einen dritten Verglei- cher zum Vergleichen des Zählerstandes des zweiten Zählers mit dem Zeilenzahl-Schwellwert aufweisen, wobei der dritte Vergleicher den dritten Zähler in der Weise beaufschlagt, daß dessen Stand um den Wert 1 erhöht wird, wenn der Stand des zweiten Zählers den Zeilenzahl-Schwellwert übersteigt, und um den Wert 1 vermindert wird, wenn er unter diesem Schwellwert liegt.

Die zweite Einrichtung umfaßt vorzugsweise einen vierten Ver- gleicher und eine Einheit zur Erzeugung eines inkremental er- höhten oder verminderten Luminanzwertes, wenn der Zählerstand des dritten Zählers über einem ersten Grenzwert FLDO bzw. un- ter einem zweiten Grenzwert FLDU liegt, wobei insbesondere

4 der erste Grenzwert FLDO den Wert +2 und der zweite Grenzwert FLDU negativ sein kann.

Der Luminanz-Schwellwert und die beiden Grenzwerte FLDO und FLDU sind vorzugsweise über einen Bus einstellbar, so daß ei- ne optimale Anpassung an das TV-System möglich ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er- geben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt : Fig. l ein schematisches Blockschaltbild einer solchen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die Schaltungsanordnung umfaßt einen Addierer 10, an dessen erstem Eingang die Luminanzsignale der Bildpixel YIN und an dessen invertierendem zweiten Eingang ein inkrementaler Lu- minanzwert YINKR anliegt.

Der Ausgang des Addierers ist mit einem ersten Vergleicher 11 zum Vergleichen des Luminanzwertes eines Pixels mit einem Lu- minanz-Schwellwert (7-Bit-Spitzenwert) verbunden, der über einen Bus (12 C-Bus, nicht dargestellt) einstellbar ist. An dem ersten Vergleicher 11 liegt ferner ein Taktsignal CLKLMC an, das dem Eingangssignal YIN angepaßt ist.

Der Ausgang des ersten Vergleichers 11 ist mit einem ersten Zähler 12 verbunden, dessen Zählerstand durch den Vergleicher um den Wert 1 erhöht wird, wenn der Luminanzwert eines Pixels den Luminanz-Schwellwert übersteigt.

Der Stand des ersten Zählers 12 wird von einem zweiten Ver- gleicher 13 ausgewertet, der den Stand eines nachgeschalteten zweiten Zählers 14 um den Wert 1 erhöht, wenn der Stand des ersten Zählers 12 einen Schwellwert der Pixelanzahl über- steigt, das heißt wenn in einer Zeile mehr als 64 Pixel vor-

handen sind, deren Luminanzwert den Luminanz-Schwellwert überschreitet.

Der erste Zähler 12 sowie der zweite Vergleicher 13 werden durch ein Signal LINE1 am Ende jeder aktiven Zeile zurückge- setzt bzw. ausgeführt.

Der Stand des zweiten Zählers 14 gibt somit die Anzahl von Zeilen in einem Bild an, in denen die Luminanzwerte von mehr als 64 Pixeln den Luminanz-Schwellwert übersteigen. Diese Zeilenanzahl wird mit einem dritten Vergleicher 15 ausgewer- tet, der einen nachgeschalteten dritten (Bild-) Zähler 16 um den Wert 1 erhöht, wenn die Anzahl von Zeilen den Wert 16 (Zeilenzahl-Schwellwert) übersteigt, und um den Wert 1 ver- mindert, wenn die Anzahl von Zeilen geringer ist, als der Zeilenzahl-Schwellwert.

Mit einem vierten Vergleicher 17 wird schließlich festge- stellt, ob diese Anzahl größer als ein erster Grenzwert FLDO (erstes Kriterium) oder kleiner als ein zweiter Grenzwert FLDU (zweites Kriterium) ist. Der erste Grenzwert FLDO ist dabei im allgemeinen unterschiedlich zum zweiten Grenzwert FLDU. Der Grenzwert FLDO ist über einen Bus (12 C-Bus) ein- stellbar.

Sofern der Stand des dritten Zählers 16 das erste Kriterium erfüllt, wird mit einer Einheit 18 der inkrementale Luminanz- wert vergrößert. Wenn der Zählerstand hingegen das zweite Kriterium erfüllt, wird der inkrementale Luminanzwert ver- kleinert. Das Ausgangssignal der Einheit 18 wird über einen Begrenzer 19 und ein Register 20 zu der Einheit 18 rückgekop- pelt und außerdem zu dem zweiten Eingang des Addierers 10 ge- führt. Mit dem Begrenzer 19 wird verhindert, daß der inkre- mentale Luminanzwert kleiner als 0 oder größer als fest vor- gegebner Wert. Die Schrittweite YgCHRITT der inkrementalen Erhöhung bzw. Verminderung des Luminanzwertes ist eine posi- tive ganze Zahl.

Der zweite Zähler 14, der dritte Vergleicher 15, der vierte Vergleicher 17 sowie das Register 20 werden mit einem Signal VFLD am Ende jedes Bildes (bzw. Halbbildes im interlaced- Betrieb) zurückgesetzt bzw. ausgeführt.

Der erste Zähler 12 (Pixelzähler) und der zweite Zähler 14 (Zeilenzähler) arbeiten vorzeichenlos, während der dritte Zähler (Bild- bzw. Halbbildzähler) von -N bis N-1 arbeitet, wobei N eine positive natürliche Zahl ist.

Mit einem Schalter 21, der mit einem Schaltsignal S betätig- bar ist und dem einerseits das an dem Addierer 10 anliegende unkorrigierte Luminanzsignal YIN und andererseits das am Aus- gang des Addierers anliegende korrigierte Luminanzsignal zu- geführt wird, kann die Schaltungsanordnung wahlweise über- brückt oder in den Luminanzsignalzug eingekoppelt werden. In Abhängigkeit von der mit dem Schaltsignal gewählten Schalt- stellung liegt am Ausgang des Schalters 21 das korrigierte oder unkorrigierte Luminanzsignal YouT an, das der weiteren, allgemein bekannten Signalverarbeitung zugeführt wird.

Ergänzend ist noch anzumerken, daß das Ausgangssignal des Re- gisters 20 fakultativ zum Anzeigen der Höhe der Helligkeits- reduktion ausgenutzt werden kann. Der hierfür erforderliche Signalabgriffspunkt ist in der Figur mit P bezeichnet. Ein solcher Abgriff ist z. B. zum Anpassen der Farbsättigung an die reduzierte Luminanz von Vorteil.