Способ измерения нелинейных искажений растра на экране телевизионного приемника

 

Изобретение относится к технике телевизионного приема и может быть использовано в устройствах измерения параметров телевизионных приемников. Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени измерения. Способ основан на формировании тестового сигналз в виде го ризонтальных и вертикальных линий и детектировании оптического сигнала с экрана в ряде равноудаленных одна от другой точек , находящихся на одной линии в пределах рабочей части экрана. Тестовый сигнал формируют в виде движущегося поля, продетектированный сигнал подвергают дифференцированию , последовательно устанавливают частоту линий, при которой разность фаз между продифференцирорнными сигналами с каждой из двух соседних точек равна нулю, а о величине нелинеГ ix искажений судят по относительной ее ичине интервала изменения частоты линий. 4 ил.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 04 N 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4848330/09 (22) 09.07.90 (46) 23.08.92, Бюл. № 31 (71) Институт электроники АН БССР (72) В,А.Пилипович, А.К.Есман, А;А.Визнер, А.А,Савченко и В,К.Кулешов (56) Патент Японии ¹ 61-23916, кл, Н 04 N 17/04, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ

ИСКАЖЕНИЙ РАСТРА НА ЭКРАНЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА (57) Изобретение относится к технике телевизионного приема и может быть использовано в устройствах измерения параметров телевизионных приемников. Цель изобретения — повышение точности и сокращение

Изобретение относится к технике телевизионного приема и может быть использовано при разработке оборудования для настройки схем развертки приемников.

Известен способ контроля нелинейных искажений развертки телевизионного приемника, заключающийся в том, что на вход приемника подают тестовый сигнал "Сетча тое поле" и по соотношению элементов изо- бражения на различных участках экрана судят о нелийейности развертки.

Недостатками способа являются низкая точность и производительность измерений.

Недостатки способа обусловлены необходимостью измерения геометрических размеров элементов изображения по всему полю иэображения на экране телевизионного приемника, определения максимального отклонения элементов изображения и (10) 5U (ll) 1 757 1 26 А !

2 времени измерения, Способ основан на формировании тестового сигнала в виде го ризонтаиьных и вертикальных линий и детектировании оптического сигнала с экрана в ряде равноудаленных одна от другой îчек, находящихся на одйой линии в пределах рабочей части экрана. Тестовый сигнал формируют в виде движущегося поля, продетектированный сигнал подвергают дифференцированию, последовательно устанавливают частоту линий, при которой разность фаз между продифференциров иными сигналами с каждой из двух соседи õ точек равна йулю, а о величине йелине "",.ix искажений судят по относительной ве ичине интервала изменения частоты линий, 4 ил. вычисления коэффициейта нелинейных искажений по величине максимального отклонения относительно центра экрана.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ контроля нелинейных йскажений изображения на экране телевизионного приемника, основанный на формировании тестового сигнала в виде горизонтальных и вертикальных линий, проецировании иэображения с экрана на многоканальный фоторегистратор с регулярной структурой, детектировании оптического сигнала и определении расстояния между линиями на экране по уровню продетектированного сигнала.

Недостатками способа являются низкая производительность- и точность контроля.

Недостатки вызваны необходимостью предварительной юстировки изображения перед

1757126

Таким образом, из процесса контроля нелинейных искажений искл1очаются такие операции, как юстировка оптической системы, наводка на резкость, предварительная обработка детектированных сигналов и тем самым повышаются производительность и тбчность контроля, так как исключение оптики уменьшает погрешности, связанные с аберрациями оптической системы, юстировкой, наводкой на резкость, По предлагаемому способу точность определяется расстоянием между соседними разрешимы50

55 детектированием, а также необходимостью изменения взаимного расположения экрана и детектора при определении искажений по полю изображения. Кроме того, в результат контроля вносится ошибка юстировки, 5 что уменьшает точность известного способа.

Цель изобретения — повышение точности и сокращение времени измерения.

Для достижения укаэанной цели по спо- 10 сабу измерения нелинейных искажений растра на экране телевизионного приемника, основанному на формировании тестового видеосигнала, преобразовании тестового видеосигнала в телевизионное изображе- 15 ние на экране телевизионного приемника, преобразовании в сигнал телевизионного изображения ряда равноудаленных одна от другой точек, находящихся на одной линии в пределах рабочей части экрана телевизи- 20 онного приемника, дополнительно формируют тестовый сигнал в виде движущихся по направлению измерения линий, сигнал преоЬразованного телевизионного изображения дифференцируют. определяют 25 разность фаз между сигналамй в смежных точках, изменяют пространственную частоту f сигнала движущихся линий до достижения нулевой разности фаз между сигналами в смежных точках, измеряют частоты fi ли- 30 ний по всем точкам с нулевой разностью фаз между сигналами в смежных точках, определяют максимальное 1 а и минимальное f< значения пространственной частоты и определяют величину а нелиней- 35 ных искажений на экране телевизионного приемника в соответствии с выражением (макс мин)/2(макс мин)

По и редлагаемому способу из продетектированного (без оптики) сигнала исключа- 40 ется его постоянная составляющая, оставшаяся информативная часть сигнала используется для установки нулевой разности фаз и получения результата контроля в прямом виде как изменения частоты линий 45 на экране телевизионного приемника; ми линиями на экране телевизионного приемника.

Предлагаемый способ предполагает выполнение следующей последовательности операций: формирование тестового сигнала в виде движущихся по направлению измерения линий; преобразование в сигнал телевизионного иэображения ряда равноудаленных одна от другой точек, находящихся на одной линии в пределах рабочей части экрана телевизионного приемника; дифференцирование сигнала преобразованного иэображения; определение разности фаз между сигналами в смежных точках; изменение пространственной частоты f сигнала движущихся линий; измерение частоты fi линий по всем точкам с нулевой разностью фаз между сигналами в смежных точках; определение величины нелинейных искажений а по относительной величине интервала изменения частоты линий: а = (тмакс гмин)/2((макс+ тмин}.

По предлагаемому способу на экране телевизионного приемника формируют тесToBblA сигнал в виде движущегося поля линий. При контроле нелинейных искажений по горизонтали формируют вертикальные линии, при контроле нелинейных искажений по вертикали — горизонтальные линии.

В ряде равноудаленных одна от другой точек, расположенных по диагонали экрана, оптическое изображение преобразуют в сигнал телевизионного изображения, Для устранения постоянной составляющей производят дифференцирование сигнала преобразованного изображения с каждой точки.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа; на фиг. 2 — 4 — устройство для осуществления способа.

На фиг. 1 условно показано поле 1 движущихся верти кал ь ных линий, ряд 2 точек экрана телевизионного приемника, в которых производится преобразование (точки 3 и 4) в сигнал телевизионного изображения, и варианты продифференцированных сигналов (5-10). соответствующих различным расстояниям между преобразованными линиями в двух соседних точках 3 и 4. Количество линий на рабочей части экрана телевизионного приемника Na"fa/fc, Nr=fr/fK, где йв, Nr — количество вертикальных и горизонтальных линий; fa, fr, fc, f»â€” соответственно частота тестового сигнала при генерации вертикальных и горизонтальных линий, часто а строчной и кадровой развертки; Расстояние между линиями на экране Ia=La/Na, I Lr/Nr, где La, Ь вЂ” соответственно размеры экрана по вертикали и

17!э7126 горизонталсй, Если это расстояние при генерации вертикальных линий равно проекции расстояния ме>кду точками преобразования на горйзонтальную ось!фг, временное поло жение преобразованных сигналов совпада- 5 ет (фиг. 1, поз. 5 и 6), при этом выполняется соотношение 1фг=! гА/fg или fg=Lr.1с/1фг.

Аналогично fr=LeА/!фв, где 1фв — проекция расстояния между точками преобразования на вертикальную ось, Поскольку преобразо- 10 вание производится в точках, находящйхся на диагонали D экрана, Ng=N<=N, 1фг=0соз а /N, где а — угол между диагональю и стороной экрана. На фиг, 1 поэ, 7 и S показано временное положение продифферен- 15 цированных сигналов в случае, когда расстояние между вертикальными линиями превышает проекцию расстояния между точками преобразования на гориэойтальную ось1фг на фиг, 1, поэ. 9 и 10 — для случая, 20 когда это расстоя ние меньше 1фг, Поскольку преобразование происходит в равноудаленных одна от другой точках, величины 1фг и 1фв постоянны, кроме того, частоты развертки fc и f» тоже постоянны, относитель- 25 ное изменение частоты линий несет полную информацию о нелинейных искажениях растра, которые, в конечном счете, выра>каются в изменении расстояния междулиниями в пределах рабочей части экрана, Для 30 любых двух пар точек

41/Я, 4-1/Я, (Й вЂ” 4)/(4+4) =

= (f$ — Я )/(4 + Я )

Аналогичные соотношения справедли- 35 вы для тестового сигнала в виде горизонтальных линий, Максимальная величина нелинейных искажений для всех точек растра определяется выражением а = (макс мин)/2-(макс+ мин), 40 где 1макс и 1мин — максимальная и минимальная частоты линий, соответствующих нулевой разности фаз между сигналами в смежных точках.

Устройство, реализующее предложен- 45 ный способ {фиг. 2), содержит формирователь 11 тестового сигнала, телевизионный приемник 12, линейный многоканальный фотодетектор 13, блок дифференцирующих усилителей 14, коммутатор 15, фазовый детектор 16, программный блок 17 и регистратор 18.

Формирователь 11 тестового сигнала своим сигнальным выходом подключен к входу телевизионного приемника 12. Ли- 55 нейный многоканальный фотодетектор 13 расположен по диагонали экрана телевизионного приемника 12. его параллельные выходы связаны с сигнальными входами коммутатора 15 через блок 14 дифференцирующйх усилителей. Сигнальные выходы коммутатора 15 связаны с входами фазового детектора 16, выход которого связан с входом программного блока 17. Информационный выход программного блока 17 связан с регистратором 18, а управляющие шины — с формирователем 11 тестового сигнала и коммутатором 15.

Формирователь тестового сигнала, обеспечивающий формирование движущегося поля (фиг. 3), содержит генератор 19 тактовой частоты, формирователь 20 кадровых синхроимпульсов, программируемые счетчики 21 и 22, формирователь 23 строчного синхроимпульса, элементы ИЛИ 24 н

25, регистры 26 и 27 сдвига с замкнутой обратной связью, сумматор 28 и входы 29 и

30 управления.

В формирователе 11 тестового сигнала генератор 19 тактовой частоты соединен с входами формирователей кадрового синхроимпульса 20 и строчного синхроимпульса

23, а также с входом элемента ИЛИ 25, Выходы формирователя. кадровых синхроимпульсов соединены с входами программируемых счетчиков 21 и 22, а также с сумматором 28, Выходы счетчиков 21 и

22 подключены соответственно к входам элементов ИЛИ 24 и 25, выходы которых подключены к входам синхронизации регистров 26 и 27 сдвига. Выходы регистров 26 и 27 сдвига, а также выход формирователя

23 строчных синхроимпульсов подключены к входам сумматора 28, Информационные входы программируемых счетчиков 21 и 22, а также регистров 26 и 27 сдвига подключены к программному блоку 17 через входы 29 и 30 управления.

Выход сумматора 28 является сигнальным выходом формирователя 11 тестового сигнала.

В конкретном выполнении линейный многоканальный фотодетектор 13 выполнен на основе фотодиодов ФД21КП, блок 14 дифференцирующих усилителей — на м/с

К574УД1, коммутатор 15 — на транзисторах

КП350А, фазовый детектор 16 — 174ХА1, программный блок 17 выполнен на основе микропроцессора КР580, регистратор 18 — в виде частотомера на м/с серии К155 и оперативного запоминающего устройства (561РУ2). Блок

19 выполнен на м/с К431ЛАЗ, блок 20 — на м/с

К531ТМ2, К555ЛАЗ, транзисторах КТ3102, блоки 21 и 22 выполнены на м/с К555ИЕ7.

К555ЛИ1. К555ЛАЗ, ИР580ИР82, блок 23 — на м/с серии К555 и транзисторах КТ3102, блоки

24 и 25 — К555ЛЛ1, блоки 26 и 27 — на м/с

К555ИР23, блок 28 — на транзисторах КТ3102.

1757126

Программный блок 17 представляет со- левизионного приемника выводятся вертибой микроконтроллер на базе микропроцес- кальные линии, смещенные в соседнее посорного комплекта серии К580, ложение. т.е. линии двигаются, причем при .

Микроконтроллер (фиг. 4) содержит так- т-0 они двигаются с максимальной скоротовыйгенератор31,выполненныйнамикро- 5 стью, в каждом новом кадре линии перехосхеме КР580ГФ24, и роцессор 32 (м/с дят в соседнее положение, КР580ВМ80А), системный контроллер 33 Формирование горизонтальных движу(м/с КР580ВИ28), оперативное запоминаю- щихся полос проходит аналогично. щее устройство 34 (м/с К537РУ10, Тестовыйсигнал подается на входтелеК555ИД7), постоянное запоминающее уст- 10 визионйого приемника 12, на экране которойство35(м/с К573РФ5, К555ИД7) и блок рого отображается движущееся поле

36 регистров ввода-вывода (м/с горизонтальных линий при контроле искаКР580ИР22), Программный блок выполняет жений по вертикали и вертикальных. линий функции управления: эаносйт константы в при контроле искажений по горизонтали. регистры 26 и 27, в счетчики 21 и 22, выдает 15 Сигнал с экрана телевизионного приемсигналы в коммутатор 15, задает временное ника 12 преобразуется с помощью линейноокно опроса фазового детектора 16, загру- го многоканального детектора 13, жает данные в регистратор 18., расположенного на диагонали экрана. ВыУстройство работает следующим обра- ходные сигналы с каждой ячейки линейного зом. 20 многоканального детектора 13 подвергаютГенератор 19 гейерирует частоту f=fc.п; ся дифференцированию в блоке 14 диффегдеfc частотастрочныхсйнхроймпульсов, ренцирующих усилителей и подаются на

n — число разрядов регистра 27 сдвига, В коммутатор 15. По сигналу программного регистры 26 и 27 заносятся константы, on- блока 17 коммутатор 15 подает на входы ределяющие количество горизонтальных и 25 фазового детектора 16 переменные составвертикальных полос, а в счетчики 21 и 22 — ляющиесигналовдвухячееклинейногомноскорость их перемещения по экрану. Пред- гоканального детектора 13. Программный положим, что в данный момент формируют- блок 17 также задает временной интервал ся только вертикальные полосы, приема выходных сигналов фазового детекдвижущиеся с постоянной скоростью, Тогда 30 тора 16, в течение которого на входы пов информационные разряды регистров 26 и следнего поступают одинаковые по

27 записываются из программного блока 17.. количеству последовательности сигналов. все нули, в разряды регистра 27- константа Если расстояние между линиями равно прои, количество и расположение логических екции расстояния между ячейками линейноединиц в которой определяют количество и 35 го многоканального фотодетектора 14 на частоту расположения светлых линий на эк- вертикальную ось при генерации горизонране телевизионного приемника, В счетчик тальных линий и на горизонтальную ось при

22 также иэ программного блока 17эаписы- генерации вертикальных линий, то разнять вается константа rn, количество логических фаз между выходными сигналами ячеек фоединиц в которой определяет скорость дви- 40 тодетектора равна нулю (фиг. 1, поз. 5 и 6). жения вертикальных полос. В течение неко- При увеличении расстояния между линиями торых строк первого кадра регистр 27 появляетсяфазовыйсдвигмеждууказаннысдвига с замкнутой обратной связью выдает ми сигналами за счет временного сдвига сигналы "1" в соответствии со значением Л t1 (фиг. 1, поз. 7 и 8). При уменьшении константы и. При n=100000100;. указанная 45 расстояния между линиями появляется фа"1" выдается через каждйе 6 строчных син- зовый сдвиг противоположного знака за хроимпульсов, поступающих с выхода фор- счет временного сдвига Лт (фиг. 1, поз. 9 и мирователя 23 через элемент ИЛИ 25 на 10). Расстояние между линиями в каждой счетный вход регистра 27, выходные сигна- зоне экрана обратно пропорционально часлы которого, проходя сумматор 28, являют- 50 тоте тестового сигнала, поэтому по сигналу ся составной частью видеосигнала. фазового детектора 16 программный блок

После прихода гп сигналов с выхода 17,подаваяуправляющийсигналнаформиформирователя 20 кадровых синхроймпуль- рователь 11 тестового сигнала, изменяет часов на вход счетчика 22 с его выхода через . стоту тестового сигнала до достижения элемент ИЛИ 25 проходит импульс на вход 55 нулевой разности фаз, и это значение часторегистра 27 сдвйга с заМкнутой обратной ты заносится в память программного блока связью, содержимое которого сдвигается на 17, после чего подается команда на коммуодин разряд, при этом в выходной каскад татор 15, по которой к фазовому детектору счетчика 22 автоматически эвьносится кон- 16 подаются сигналы со следующей пары станта m. В следуккщем кадое на экРан те- ячеек многоканального лннеаного фотодеь

1757126

10 тектора, и весь цикл повторяется, В результате в память программного блока 17 заносится ряд частот тестового сигнала fB>, fag, : ...,.1вп и 1р1, 1а, ..., Ггп. Иэ этого ряда выбираются максимальные и минимальные значе- 5 ния 1макс и 1мин, после чего определяется в личина нелинейных искажений и макс тмин)/2.(тмакс тмин) и выводится на регистратор 18. На регистратор 18 выводится также номер фотоприемника, с выхода кото- 10 рого получен фазовый сдвиг Ь|1 или 5 i2, который однозначно определяет положение нелинейных искажений на экране.

Способ позволяет исключить операции юстировки при контроле нелинейных иска- 15 жений, в том числе исключается необходимость изменения пространственного

:расположения фотодетектора при контроле искажений по горизонтали и вертикали.

Производительность контроля нелинейных 20 искажений предлагаемым способом определяется длительностью цикла.и необходи. мым количеством точек контроля на экране.

Для большинства практических приложений достаточно определение нелинейных 25 искажений в 32 точках по двум координатам на экране. При этом требуется формирование 32 движущихся линий на экране телевизионного приемника.

Если движение линий осуществляется с 30 шагом 1/32 расстояния между линиями;. требуется 1024 дискретных состояний на кадр и столько же на строку при длительности строки 64 мкс, это требует тактовой частоты программного блока 16 МГц. Для 35 . достоверного измерения разности фаз.сигналов на выходе ячеек фотоприемника необходимо порядка 10 реализаций сигнала, что дает минимальное время на один цикл около 100 мс (включая около 40 мс на опера- 40 ции пересылки информации). Для 32 циклов затраты времени составляют около 3 с, что, как минимум, на порядок меньше затрат премени при контроле известным способом.

При практической реализации предлагае- 45 мого способа производительность, которая может ограничиваться только временем, необходимым для размещения фотоприемнйка на экране телевизионного приемника, которое не превышает единиц-десятков се- 50 . кунд ввиду отсутствия каких-либо юстирбвочных операций, Использование в качестве движущегося набора регулярных вертикальных или горизонтальных полос (в прототипе полосы не- 55 подвижны) позволяет повысить точность контроля нелинейности, так как точность контроля ограничивается расстоянием меж-. ду соседними линиями на экране телевизионного приемника. В прототипе точность контроля определяется суммой факторов; ширина линии, разрешение оптической системы, точность юстирЬвки и наводки на резкость. Н общем случае указанная сумма превосходит расстояние между линиями, особенно если телевизионный приемник не сфокусирован. Предлагаемый способ работоспособен, если апертура фотоприемников многоканального фотодетектора не совпадает с шириной линии. Однако для получения максимальной амплитуды сигнала на выходе фотоприемника такое совпадение необходимо, оно достйгается выбором размеров фоточувствительной площадки фотоприемника (0 1 мм) и ego угловой апертуры (6О), что при расстоянии между экраном и фотодетектором, равном 4 мм, соответствует ширине линии 0,5 мм. Операция дифференцирования при предлагаемом способе исключает влияние фоновых эасветок(и других постоянных составляющих сигнала изображения) на точность контроля нелинейных искажений. Окончательный результат контроля вычисляется исходя из цифровых значений максимальной и минимальной частот тестовых линий, при которых получается нулевай разность между продифференцированными сигналами в соседних детектируемых точках, т.е, высокочувствительный анализ фаз используется для измерения расстояний между линиями и выбора частот их следования.

Преимуществом способа является также возможность полной автоматизации процесса регулировки телевизионного приемника по минимуму нелинейных искажений, поскольку он ..позволяет получить результат в виде сигнала с переменной частотой, этот сигнал может быть непосредственно . использован в качестве управляющего сигнала системы автоматического регулирования, Формула изобретения

Способ измерения нелийейных искажений растра на экране телевизионйого приемника, заключающийся в формировании тестового видеосигйала, преобразовании тестового видеосигнала в телевизиойное изображение на экране телевизионного приемника, преобразовании в сигнал телевизионного изображения ряда равноудаленных одна от другой точек, находящихся на одной ликии в пределах рабочей части экрана телевизионйого приемника, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения, тестовый видеосигнал формируют в виде движущихся по направлейию измерения линий, сигнал преобразованного телевизионного изображения дифференцируют, определя12

1757126

10 ют разность фаз между сигйалами в смежных точках, изменяют пространственную частоту f сигнала движущихся линий до достйжения нулевой разности фаз между сигналами в смежйых точках, измеряют частоту 5

fi лийий по всем точкам с нулевой разностью фаз между сигналами в смежных точках, определяют максимальное fs

Q= (макс тмин)/фмакс тмин).

1757126

Фиг. 4

Корректор H.Tóïèöà

Заказ 3100 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ho изобретениям и открйтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель В.Кулешов

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал локам

23, 22,. 26

Ы, 16, 18