专利名称：在显示设备中用于校正图像失真的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种在显示设备中用于校正图像失真的装置及其方法。虽然本发明适合于宽的适用范围，其特别地适用于在薄型(slimtype)的电视接收机中便于增强图像失真校正。
背景技术：
由于包括布朗恩管(或者阴极射线管)的电视接收机变得更加薄，即，浅的厚度，该电子管的偏转角增加，这可以造成严重的图像失真，即，非线性和枕形效应(pincushion effect)。例如，现代的薄的电视接收机的电子管实现更小的整体厚度，使得该偏转角比通常的阴极射线管电视接收机的相应的特征更大。
图1A和1B比较了通常的32英寸电视接收机(60cm)和现代的32英寸“超薄的”电视接收机(39cm)的整个厚度，同时图1C举例说明在通常的布朗恩(Braun)电子管电视接收机(110°)和“超薄的”电视接收机(125°)之间在偏转角方面的差别。因此，在具有差不多20cm的电子管厚度的更加薄的电视接收机中遭受小于通常的电视接收机的图像失真。
按照图2，其代表一个具有简单的交叉影线图形的图像，这里沿着任何行的该水平分解应该是均匀的，也就是说，a＝b＝c＝d＝e＝f＝....。在这里，(水平)线性失真的校正目的在于在该接收/显示的图像中再现相等宽度水平分解，并且枕形失真的校正是使用一个东西(east-west，EW)波形实现的，其中垂直线被弯曲而不是直线。特别地，水平图像大小可以通过改变该EW波形的DC值来控制，同时枕形效应可以通过控制该EW波形的AC值来克服。
参考图3，通常的显示设备包括用于产生和输出EW校正波形的偏转控制器1，用于按照该EW校正波形执行垂直和水平偏转控制的偏转电路2，通过该偏转电路用于调整图像失真控制的内部校正电路3，偏转线圈(DY)4和阴极射线管(CRT)5。该偏转线圈4包括用于分别地驱动该图像显示的相应区域的四个晶体管，并且该内部校正电路3包括一个用于该偏转线圈的每个晶体管的可变电阻，使得调整可变电阻的值来确定相应的晶体管的定时(导通时间)。
图4A-4D说明了以上所述的调整，借此每个图形示出用于以上的四个晶体管的一个的晶体管导通波形，并且每个晶体管相对于参考波形呈现不同的导通时间。图4E示出对应于图4A-4D的四个晶体管导通波形的四个图像失真校正信号CS1-CS4的合成效果，其被在校正线性失真和枕形失真中使用。
虽然线性度和枕形失真校正可以使用传统方法实现，即，线性线圈和EW波形，经由单个校正作用的上述的图像校正对于更加薄的阴极射线管是不切实际的。作为替代，每个显示的图像被分成四个区域，其分别地是由来自该晶体管的一个的开关脉冲控制，并且该校正是对于每个区域执行的，其使交互式的调整每个晶体管的导通时间成为必需。该四个可变电阻被包括在一个采用于该显示设备的内部管脚(inner-pin)校正电路中。虽然枕形失真可以使用校正波形(EW波形)来校正，但线性校正是通过调整该可变电阻来实现的。这个调整是典型地由用户执行的复杂的操作，其手动地调整安装在衬底上的该可变电阻，并且因此，通常导致该图像显示的上部、下部、右和左部的不精确的图像失真校正。
发明内容
因此，本发明提出了一种在显示设备中用于校正图像失真的装置及其方法，其基本上消除了一个或多个由于相关技术的限制和缺点的问题。
本发明的一个目的是提供一种在显示设备中用于校正图像失真的装置及其方法，通过其便于增强图像失真校正。
在下面的描述中将在某种程度上阐述本发明的额外的优点、目的和特点，在参阅以下内容时或者可以从本发明的实践中获悉，在某种程度上对于那些本领域普通的技术人员将变得显而易见。通过尤其在所述的说明书和此处的权利要求以及所附的附图中指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其他的优点。
为了实现按照本发明目的的这些目的和其他的优点，如在此处实施和广泛地描述的，提供了一种用于校正图像失真的装置。该装置包括存储至少一个内插常数的存储器；用于通过使用该至少一个内插常数插入输入图像信号，输出至少一个驱动信号以校正在图像中畸变的设备；和至少一个用于响应相应的驱动信号转换该图像的相应区域的驱动控制的开关设备。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于校正图像失真的装置。该装置包括存储至少一个内插常数的第一存储器；用于产生预定数量的图像点信号的控制单元；用于通过使用该至少一个内插常数插入该输入图像点信号，输出至少一个驱动信号以校正在图像点中失真的设备；和至少一个用于响应相应的驱动信号转换该图像的相应区域的驱动控制的开关设备。
在本发明的另一个方面中，提供了一种在提供有存储器的显示设备中校正图像失真的方法。该方法包括计算至少一个用于内插需要的内插常数；在存储器中存储该至少一个内插常数；和通过使用该至少一个内插常数插入至少一个该图像的输入点信号，产生至少一个驱动信号以校正在图像中的失真。
应该理解，上文的概述和下面的本发明的详细说明是示范性和说明性的，并且作为权利要求意欲对本发明提供进一步的说明。
该伴随的附图被包括以提供对本发明进一步的理解，并且被结合进和构成本申请的一部分，其举例说明本发明的实施例，并且与该说明书一起用于解释本发明原理。在附图中图1A是示出通常的32英寸电视接收机的全长的示意图；图1B是示出现代的32英寸“超薄的”电视接收机的全长的示意图；图1C是说明通常的阴极射线管电视接收机和“超薄的”电视接收机的偏转角的示意图；图2是一个示例的具有交叉影线图形的图像的示意图；图3是通常的显示设备的方框图；图4A-4D是作为由包括在内管脚校正电路中的四个可变电阻器控制的晶体管导通波形的一系列的图形，该四个晶体管的每个相对于参考波形呈现不同的导通时间；图4E是从图4A-4D的波形产生的波形的图形；图5是按照本发明一个实施例的在显示设备中用于校正图像失真的装置的方框图；图6是在图5中示出的驱动信号输出设备的详细的方框图；图7A-7D是说明被显示的输出视频信号的校正的示意图；图8是线性内插示例的示意图；图9是Hermit内插示例的示意图；图10是按照本发明的实施例用于解释校正线性失真和枕形失真的方法的示意图；和图11A-11C是包括OSD数据的实际的枕形效应和校正条件的画面，这里16个点被选择用于该校正。
具体实施例方式
现在将详细地介绍本发明的优选实施例，其例子被在所附的附图中举例说明。只要可能，在整个附图中将使用相同的参考标识来用于相同的或者类似的部分。
图5举例说明一个按照本发明用于校正图像失真的装置，其包括一个作为驱动信号输出设备的现场可编程门阵列(FPGA)，其在图6中示出。图5的装置适用于薄型的电视接收机，以便可以通过使用一个可编程序逻辑设备(即该FPGA)产生多个晶体管驱动信号来防止不精确的用户(即，手控的)的调整。
参考图5，本发明的该装置包括作为用于产生预定数量的图像点信号的控制单元的微型计算机10；作为存储至少一个内插常数(在当前的实施例中，常数的数目是对于十六个点调整)的第一存储器的EEPROM 20；作为用于产生一个或多个驱动信号(在当前的实施例中，四个驱动信号CS1-CS4)以校正在图像中的失真的设备的现场可编程门阵列30；和多个作为用于分别地输出该驱动信号的开关设备的光耦合器40a-40d，其每个响应该相应的驱动信号，切换每个图像的相应区域的驱动控制，并且从而在数目上(在当前的实施例中，四个)等于该驱动信号。该内插常数是线性内插常数或者Hermit内插常数，并且该图像失真是枕形和非线性失真。该图像点信号是选择用于图像失真校正的行信号，并且在当前的实施例中，虽然该校正行的数目是可以任意地选择的，存在三个或者十六个按照每个图像的区域选择的行信号。
在本发明的实施例中，该图像被分成四个区域，但是可以被分成任意数量的这种区域。因此，驱动信号和开关设备的数目可以分别地对应于等于区域部分的数目的脉冲波形的数目和晶体管的数目。该晶体管可以是CMOS FET或者双极晶体管。
该现场可编程门阵列30是ASIC编程的，以提供用于分别地执行抛物线(parabola)控制的晶体管开关脉冲，并且如图6所示，其包括用于与该控制单元通信以输入该点信号的从属单元31；用于相对于第一存储器执行读取/写入操作的主单元32；用于使用来自该从属单元和主单元31和32的数据控制写入操作的第一RAM写入控制器33；作为用于通过控制第一RAM写入控制器33以列表形式存储来自从属单元和主单元的该数据的第二存储器的RAM/ROM 34；用于使用来自该RAM/ROM的数据来控制该主单元和用于控制写入操作的第二RAM写入控制器35；用于使用输入垂直与水平(脉冲)同步信号产生定时信号和用于控制该内插的定时发生器和内插器控制器36；通过基于该内插常数对由该定时发生器和内插器控制器输出的该点信号执行内插，作为用于提供多个校正信号CS1-CS4的运算逻辑单元的内插器37；和通过求和该校正信号和该点信号，用于输出失真校正的(最终的)驱动信号的加法器38。该校正信号CS1-CS4对应于该开关设备的“开”信号，其实际上是作用于该十六个点上的调整信号。
在本发明的校正装置中，至少一个用于该内插所必需的内插常数是由制造商计算的，并且存储在显示设备的存储器中。每个图像的点信号是从该控制单元10输入的，其被借助于至少一个内插常数插入，以产生至少一个允许每个图像的失真校正的驱动信号。每个驱动信号被在驱动用于各自的图像的相应区域的该开关设备的过程中使用。从而，该制造商可以按照从构成每个图像的大约540(在一个场中的行的数目)个扫描线之中的图像区域来选择三个或者十六个行，以仅仅基于该选择的行(即，无需在执行校正的过程中使用全部的540个扫描线)来执行校正操作。同时，在该选择的行之间未选择的行是通过该内插处理插入的，以产生该完成校正信号。
图7A-7D是按照本发明一个实施例的内插概念的示意图，这里图7A示出一个输出视频信号，图7B示出带有一个未校正图像的该视频信号，图7C示出一个来自该现场可编程门阵列30的校正信号，和图7D示出最后地校正的视频信号。该校正信号是一个用于校正显示的视频信号的线性失真和枕形失真的信号。
该驱动信号输出设备(即，该现场可编程门阵列30)的主功能将按照相应的区域使用若干已知数据(即，三个或者十六个选择的点信号)来计算在选择的点(行)之间的未知点的值。这个计算过程被称作内插，并且本发明采用二种的内插方案线性内插，其图示在图8中，和Hermit内插，其在图9中图示。在图8的线性内插中，这里第一(开始)和第二(结束)点分别地具有P0和P1的值，具体的点P(t)的值是根据方程式1找到的。
P(t)＝P0+t(P1-P0) 方程式1就实现方案而言线性内插是有益的，但是就结果需要的质量等级而言是困难的。另一方面，Hermit内插可以实现需要的结果质量，但是，根据需要，需要三次方程式的应用，其使实现方案变复杂。因此，在图9的Hermit内插中，分别地对于M0和M1的开始和结束点(P0，P1)的正切(tangent)分量，具体的点P(t)的值是根据方程式2找到的。
P(t)＝P0(2t3-3t2+1)+M0(t3-2t2+t)+M1(t3-t2)+P1(-2t3+3t2) 方程式2为了执行Hermit内插算法，以上所述的最大三次方程式应该对于每个图像的每个行计算。在以仅仅逻辑电路需要执行三次方程式方面的难处是预先地计算和存储在该EEPROM 20(第一存储器)，使得该Hermit内插是通过从该存储器读取对于每个行必需的常数值来执行的，该需要是用于Hermit内插需要的常数值。
例如，如果十六个点被从每个图像的540点之中选择用于该内插，该十六个点被插入以给出一个场的540行。在这种情况下，Hermit内插是根据方程式3执行的。
P(t)＝P0(2t3-3t2+1)+M0(t3-2t2+t)+M1(t3-t2)+P1(-2t3+3t2)＝P0(2t3-3t2+1)+(P1-P0)(t3-2t2+t)+(P2-P1)(t3-t2)+P1(-2t3+3t2)＝P0(t3-t2-t+1)+P1(-2t3+2t2+t)-P2(-t3+t2) 方程式3这里t3-t2-t+1、-2t3+2t2+t和-t3+t2的每个是常数(C0、C1、C2)。
作为另一个例子，如果三个点被从每个图像的540点之中选择用于该内插，则该三个点被优先地插入，以给出十六个点，并且然后被再次插入以给出540行(点)。在这种情况下，该Hermit内插是根据方程式4执行的，这里该方程式3的中间变量(M0，M1)被设置为零。
P(t)＝P0(2t3-3t2+1)+M0(t3-2t2+t)+M1(t3-t2)+P1(-2t3+3t2)＝P0(2t3-3t2+1)+P1(-2t3+3t2) 方程式4这里2t3-3t2+1和-2t3+3t2的每个是常数(C0、C1)。
方程式3和4的常数被预先地计算并以列表形式存储在该EEPROM 20中。
图10和11说明按照本发明的方法使用十六个选择的点校正线性失真和枕形失真，而图11A示出对一个图像实际的枕形结果，即，在使用十六个选择的点校正之前，和图11B示出在校正之后实现的该枕形条件。图11C特别地详述用于在图11B中示出的该校正的在屏显示(OSD)数据。
参考图10，在失真被校正之后，从该现场可编程门阵列30输出的该最终的驱动信号CS1-CS4的每个作为直线出现，因为该失真已经被校正。波形S1是实际地出现在一个没有被校正和具有失真形式的图像上的驱动信号，而波形S2是从内插器37输出给该加法器38的校正波形。该最后的驱动信号CS1-CS4分别地是通过1.5μs、3.3μs、6.0μs和8.6μs的间隔隔离的。在这里，该图像被分成三个区域，即，区域1、2和3，并且三个点(或者水平线)被从区域1和3中选择用于该失真校正，同时从区域2中选择十六个点。换句话说，该驱动信号的每个是水平脉冲，其经由通过在区域2中顺序改变十六个点的内插从在各自的点之间的点获得该校正波形。因此，该图像的垂直(列)行可以被校正，即，除去失真，使得对于区域1和3的每个，该内插是通过以同样的方式仅仅移动三个点执行的，以发现该校正波形并校正该垂直线。
通过采用本发明的装置和方法，该晶体管的导通时间可以使用可编程逻辑装置被精确地控制。此外，可以使用内插方案消除对衬底调整的需要，其通常是不精确的，从而防止调整误差。
对于那些本领域技术人员来说显而易见，无需脱离本发明的精神或者范围，可以在本发明中进行各种各样的修改。因此，本发明意欲覆盖其归入所附的权利要求和其等效范围之内所提供的上述的改进。
权利要求
1.一种用于校正图像失真的装置，包括存储至少一个内插常数的存储器；通过使用该至少一个内插常数插入输入图像信号，用于输出至少一个驱动信号以校正图像中的失真的设备；和至少一个用于响应相应的驱动信号切换该图像的相应区域的驱动控制的开关设备。
2.根据权利要求1的装置，其中该至少一个内插常数是线性内插常数。
3.根据权利要求1的装置，其中该至少一个内插常数是Hermit内插常数。
4.根据权利要求1的装置，其中该图像被分成多个区域，其中该至少一个驱动信号是在数目上等于该区域部分的多个脉冲波形，并且其中所述至少一个开关设备是在数目上等于该区域部分的多个晶体管。
5.根据权利要求1的装置，其中该至少一个驱动信号的每个被经由光耦合器从所述驱动信号输出设备输出。
6.根据权利要求1的装置，其中所述存储器是EEPROM。
7.一种用于校正图像失真的装置，包括存储至少一个内插常数的第一存储器；用于产生预定数量的图像点信号的控制单元；通过使用该至少一个内插常数插入该输入图像点信号，用于输出至少一个驱动信号以校正在图像点中的失真的设备；和至少一个用于响应相应的驱动信号切换该图像的相应区域的驱动控制的开关设备。
8.根据权利要求7的装置，其中该失真是枕形失真和非线性失真的至少一个。
9.根据权利要求7的装置，其中该图像点信号是选择用于校正该图像失真的行信号。
10.根据权利要求9的装置，其中该行信号是基于该图像的区域选择的。
11.根据权利要求10的装置，其中该图像的区域对应于三个行信号和十六个行信号的一个选择。
12.根据权利要求7的装置，其中所述驱动信号输出设备是一个现场可编程门阵列，其是一个ASIC可编程逻辑装置。
13.根据权利要求7的装置，所述驱动信号输出设备包括用于与所述控制单元通信以输入该图像点信号的从属单元；用于相对于第一存储器执行读取/写入操作的主单元；用于控制来自从属和主单元的数据写入的第一写入控制器；用于通过控制所述第一写入控制器以列表形式存储来自所述从属单元和所述主单元的数据的第二存储器；用于控制所述主单元和用于控制供来自所述第二存储器的数据的写入操作的第二写入控制器；用于使用输入垂直与水平同步信号产生定时信号和用于控制该输入图像点信号的内插的定时发生器和内插器控制器；通过基于该内插常数对由所述定时发生器和内插器控制器输出的该点信号执行内插，用于输出至少一个校正信号的内插器；和通过求和该至少一个校正信号和该点信号，用于输出失真校正的驱动信号的加法器。
14.根据权利要求13的装置，其中该第二存储器是RAM和ROM中的一个。
15.根据权利要求13的装置，其中该内插器是一个算术逻辑单元。
16.根据权利要求13的装置，其中所述第一和第二写入控制器的每个是RAM写入控制器。
17.一种在提供有存储器的显示设备中校正图像失真的方法，包括计算至少一个用于内插需要的内插常数；在存储器中存储该至少一个内插常数；和通过使用该至少一个内插常数插入至少一个该图像的输入点信号，产生至少一个驱动信号以校正在图像中的失真。
18.根据权利要求17的方法，其中该每个驱动信号是在驱动用于该图像的相应区域的开关设备中使用的。
19.根据权利要求17的方法，其中该图像点信号是选择用于校正该图像失真的行信号。
20.根据权利要求19的方法，其中该行信号是按照该图像的区域选择的。
21.根据权利要求20的方法，其中该图像的区域对应于三个行信号和十六个行信号的一个选择。
22.根据权利要求17的方法，其中该至少一个内插常数是线性内插常数。
23.根据权利要求17的方法，其中该至少一个内插常数是Hermit内插常数。
24.根据权利要求17的方法，其中该图像被分成多个区域，并且其中每个驱动信号是一个脉冲波形。
全文摘要
一种在显示设备中用于校正图像失真的装置及其促进增强图像失真校正的方法。该装置包括存储至少一个内插常数的第一存储器；用于产生预定数量的图像点信号的控制单元；用于通过使用该至少一个内插常数插入该输入图像点信号，输出至少一个驱动信号以校正在图像点中的失真的设备；和至少一个用于响应相应的驱动信号转换该图像的相应区域的驱动控制的开关设备。
文档编号G09G1/00GK1928987SQ2006100058
公开日2007年3月14日 申请日期2006年1月11日 优先权日2005年9月6日
发明者裴三奉 申请人:Lg电子株式会社