电视机图像几何失真补偿的方法和装置

摘要

本发明是一种CRT电视机图像几何失真补偿的方法和装置，当电视机显示图像内容的亮度发生变化时，会导致EHT电压和显像管电子束电流发生相应的变化，从而使光栅及图案大小也发生变化，该方法和装置采用由一EHT束电流检测器检测出其相应的变化量，再由数字处理器产生成数字修正数据，去控制数字视频信号处理器，重新组织视频信号的读取、输出关系，改变每个图像像素在显示屏幕的输出显示时间，使图像几何失真得以补偿校正。这样在亮度发生变化时，既使扫描光栅宽度发生了变化，但仍然可保持图像尺寸大小不变和图像不产生扭曲现象。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对电视机图像进行修正和补偿的方法及装置，准确地说是实现CRT电视机图像在亮度发生变化时，对图像几何尺寸产生影响的补偿修正的方法和装置。

背景技术

电视机的图像宽度会因图像的亮度发生变化而改变。图像亮度变高，其宽度同时变大。这种现象的产生过程是：图像亮度升高→显像管束电流升高→EHT电压下降→电子束偏转灵敏度升高→扫描光栅及图像尺寸变大。反之则图像尺寸变小。目前的存在的几种解决方案是：

1、稳定EHT电压：在EHT电压上加置一种稳压器，使束电流变化时，EHT电压保持不变，使图像宽度稳定不变。

2、在行输出级加装宽度调制器，使行偏转线圈的电流随EHT电压(或束电流)而变化，以对偏转灵敏度的变化作补偿，使图像宽度不变。场幅补偿原理与上面所述相同。

3、为改善图像局部亮度不相同所致的图像弯曲，一般还采用图像动态补偿，即在EHT电压处增加电容器，当图像局部亮度发生变化时，能使EHT电压不产生波动。

以上的三种方法都是采用模拟技术维持光栅尺寸不变，其处理电路复杂、成本较高，且可靠性比较低，目前电视机上都采用的不多。

发明内容

本发明的目的是提供一种CRT电视机图像几何失真补偿的方法和装置，该方法和装置能够使CRT电视机的图像，在亮度发生变化时，即使扫描光栅宽度发生了变化，但仍然可保持图像尺寸大小不变和图像不产生扭曲现象。

本发明是这样实现的：

一种电视机图像几何失真补偿的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

检测步骤，EHT束电流检测器检测束电流变化，

修正步骤：数字处理器根据束电流的变化量计算需要修正数据，

校正步骤：数字处理器控制视频信号处理器，向其输入视频信号的修正数据，校正视频信号的输出，向下一级电路输出校正后的视频信号。

所述的电视机图像几何失真补偿的方法，其校正步骤的方法，其特征在于使图像几何尺寸大小保持不变，包括图像的左右行幅、上下场幅、等方面的几何失真的补偿校正。本发明是当图像亮度发生变化所引起的光栅图像产生几何失真时，只对显视图像内容进行补偿校正，而电子扫描光栅不作修正。

所述的电视机图像几何失真补偿的方法，其校正步骤是改变每个图像像素在显示屏幕的输出显示时间，使图像几何失真得以补偿校正。

上述的补充方法，当图像亮度发生变化所引起的光栅图像产生几何失真时，改变图像视频信号各像素的读取、输出时间，其调整时间的大小由图像的亮度变化量的大小决定。亮度变化越高，调整时间越大；反之则越小。

所述的检测步骤，其EHT束电流检测器的取样信号，为EHT电压或显像管电子束电流或其它可以反映图像亮度变化情况的变化信号。

对图像的补偿校正包括图像的静态补偿校正和动态补偿校正。静态补偿校正主要是向视频信号处理器输出固定的修正数据，视频信号处理器根据该修正数据进行修正，并向显像管控制电路输出；动态补偿校正是指实时检测束电路的信号，针对其实时的变化量计算修正数据，并实时向音频信号处理器输出该修正数据，进行及时修正。

一种电视机图像几何失真补偿装置，其特征在于所述的补偿装置包括：EHT束电流检测器、数字处理器(或者CPU)、A/D转换器、逐行处理/图像缩放、D/A转换器；它们之间的连接关系是：EHT束电流检测器接行输出回扫变压器进行检测，检测出的束电流变化量经A/D转换后输入到数字处理器，数字处理器根据图像亮度变化量计算修正数据，将修正数据输入到逐行处理/图像缩放电路；在视频信号处理通道中，由图像解码处理电路输出的模拟视频信号经A/D转换，输入到逐行处理/图像缩放电路接受数据校正，校正后形成重新编排的视频信号，该视频信号经过D/A转换，还原成模拟视频信号后进行输出；所以主要是采用EHT束电流检测器检测显像管电子束电流发生变化的情况，数字处理器(CPU)记录该变化情况，并向逐行处理/图像缩放电路输出修正数据，由逐行处理/图像缩放电路完成对视频信号各像素的重新编排校正。

其整个过程的基本原理是：当电视机显示图像内容的亮度发生变化时，会导致EHT电压和显像管电子束电流发生相应的变化，由一EHT束电流检测器检测出其相应的变化量，再由数字处理器产生成数字修正数据，去控制数字视频信号处理器，重新组织视频信号的读取、输出关系，改变每个图像像素在显示屏幕的输出显示时间，使图像几何失真得以补偿校正。

所述的EHT束电流检测器，当其检测信号为显像管束电流时，所述检测器由一电阻网络组成，其特征在于取样检测点为行输出回扫变压器阳极高压绕组的负极，经一电阻限幅后，与一正电源上偏置电阻和接地电阻组成的电压偏置电路的中间接点相连，在此连接处输出检测信号。

所述的EHT束电流检测器，其连接于显像管行回扫变压器的阳极高压时，所述检测器由一电阻网络组成，其特征在于取样检测点为显像管的第一阳极电压(EHT电压)，经一高压电阻取样、限幅后，与一正电源上偏置电阻和接地电阻组成的电压偏置电路的中间接点相连，在此连接处输出检测信号。

所述补偿电路所包括的数字处理器、A/D转换器、图像处理电路与D/A转换器，可以是由目前电视机上运用的变频扫描电路、画面存储电路、数/模转换器等相关的数字处理电路所变换、引用，就是说可以沿用现有技术来实现。

本发明当图像亮度发生变化时，将亮度变化量信号输送至数字微处理器，计算并校正视频信号的输出，使视频信号各像素的输出时间作适当的改变，以补偿在光栅变形的情况下保持图像各像素的相对位置不变，以得到不失真的图像。保证了电视画面图像的尺寸不受亮度的干扰，在亮度发生变化时，即使扫描光栅宽度发生了变化，但仍然可保持图像尺寸大小不变和图像不产生扭曲现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明亮度变化及校正后的画面示意图，

图3为电视机画面亮度较高区域的图像宽度发生变化时本发明的校正画面示意图，

图4为本发明EHT束电流检测器的电路图。

具体实施方式

图1所示，本发明的具体实施例包括有：①EHT束电流检测器、②A/D转换器、③数字处理器、④逐行处理/图像缩放电路、⑤D/A转换器。其实现对图像几何失真补偿的过程是：

当电视机显示图像的亮度发生变化时，由EHT束电流检测器①在行输出回扫变压器的阳极高压绕组，检测出反映图像亮度变化的束电流变化量，经A/D转换②后输送至数字处理器③，由数字处理器将束电流变化量进行运算处理，输出修正数据，送至逐行处理/图像缩放电路④。在视频信号处理通道中，由图像解码处理集成电路输出的模拟视频信号，经过A/D转换器，将模拟视频信号转换成数字视频信号后和数字处理器③输出的可反映图像亮度变化情况的修正数据一起送至逐行处理/图像缩放电路④，重新组织视频信号各像素的读取、输出时间，经重新编排的视频信号进入D/A转换处理器⑤，将处理过的数字视频信号还原成模拟视频信号后输出。

本发明装置可补偿校正因电视机图像亮度发生变化时引起的图像失真，如图2所示。

图2中，A是图像亮度较小时的画面水平宽度，B是图像亮度较大时的画面水平宽度(变宽)，C是校正后的画面宽度，a′b′是图像亮度较大时经过本发明装置校正后的图像宽度(与图像亮度较小时宽度相同)，a b是图像亮度较大时的光栅宽度。

当图像亮度较小时，画面具有正常的宽度，亮度较大时，画面的水平宽度变宽，图中的圆发生变形，经过校正后，对比a b和a′b′，明显校正后的画面宽度恢复正常。

图3所示，电视机显示同一画面中不同亮度部分的图像时，由于EHT电压随图像内容的亮度变化而有所改变，使亮度较高区域的图像宽度发生变化。因显像管内、外石墨层形成的分布电容的影响，使得EHT电压及图像宽度变化趋于平缓。

图3中A是图像只有两条竖线白条的画面。B是当屏幕中间增加一矩形白块图像时所致的图像失真扭曲画面。C是经本发明装置对失真图像补偿修正后的图像画面(图像修正，光栅不变)。

当图像亮度发生变化时，将亮度变化量信号输送至数字微处理器，使视频信号各像素的输出时间作适当的改变，以补偿在光栅变形的情况下保持图像各像素的相对位置不变，以得到不失真的图像。

在电视机正常情况下，当显示图像内容的亮度发生变化时，引起显像管电子束电流和EHT电压发生相应的变化，使扫描光栅及图像的尺寸都发生了变化，由EHT束电流检测器检测出相关变化量，当CPU(数据处理器)检测到相关的变化量时，控制SCALER图像尺寸变化。控制过程如下：当图像亮度变大时，EHT电压下降，扫描光栅及图像尺寸变大，CPU检测到EHT束电流检测器输出降低时，根据电流值对图像大小的影响，可以使原输出图像大小适当减小，根据需要的图像大小和输入分辨率的比例关系，可以计算出缩放比例因子，通过在scaler相关的寄存器中设置比例因子以及其他缩放参数(如图像进行缩放的起始和结束位置等)，通过scaler内部处理，即可重新进行缩放，使图像尺寸变小，反之亦然。可以不修正扫描光栅，也达到图像尺寸大小保持不变的效果。

本发明的主要构成之一是EHT束电流检测器，EHT束电流检测器检测显像管电子束电流发生变化的情况，数字处理器(CPU)记录处理该变化情况。图4所示为EHT束电流检测器的电路图。

图中虚线框内(标有FBT)为行输出回扫变压器的阳极高压绕组和输出二极管；EHT束电流检测器从该处提前信号进行检测，检测取样信号。

R1调节检测信号输出幅度的大小；R2、R3可调整输出信号的直流电压。

当其检测信号为显像管束电流时，上述检测器的取样检测点为行输出回扫变压器阳极高压绕组的负极，经一电阻限幅后，与一正电源上偏置电阻和接地电阻组成的电压偏置电路的中间接点相连，在此连接处输出检测信号。

当其检测信号为显像管的阳极高压时，上述检测器的取样检测点为显像管的第一阳极电压(EHT电压)，经一高压电阻取样、限幅后，与一正电源上偏置电阻和接地电阻组成的电压偏置电路的中间接点相连，在此连接处输出检测信号。