УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ ДАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С РЕШЕТКОЙ ВОЗБУЖДАЕМЫХ ЗЕРКАЛ Российский патент 2000 года по МПК H04N5/74 H04N5/202 

Изобретение относится к устройству коррекции данных элементов изображения для использования с решеткой возбуждаемых зеркал, используемой в оптической проекционной системе, а более конкретно, к устройству для коррекции величины каждого вводимого элемента изображения путем использования предварительно определенного скорректированного значения для соответствующего возбуждаемого зеркала.

Среди различных известных систем отображения, оптическая проекционная система известна как система, обеспечивающая получение изображений наиболее высокого качества в широком диапазоне. В таких оптических проекционных системах луч от лампы равномерно облучает, например, решетку из M х N зеркал. Решетка из M х N зеркал устанавливается на соответствующем множестве M х N приводов так, чтобы каждое из зеркал было связано с соответствующим приводом, формируя таким образом решетку из возбуждаемых зеркал, причем каждое возбуждаемое зеркало соответствует одному элементу изображения. Приводы могут быть изготовлены из электрически деформируемого материала такого, как пьезоэлектрический или электрострикционный материал, который деформируется под воздействием подаваемого напряжения.

Отраженный от каждого зеркала луч проходит через отверстие диафрагмы. Путем приложения электрического сигнала к каждому из приводов изменяется положение каждого зеркала относительно падающего луча света, вызывая тем самым отклонение оптического пути луча, отраженного от каждого из зеркал. По мере изменения оптического пути каждого отраженного луча изменяется и количество света, отражаемого от каждого зеркала, который проходит через отверстие, модулируя тем самым интенсивность луча. Промодулированные лучи, пройдя через отверстие, подаются на проекционный экран посредством соответствующего оптического устройства такого, как проекционные линзы, для отображения на нем изображения.

В оптической проекционной системе, использующей решетку возбуждаемых зеркал, при отсутствии электрического сигнала каждое из зеркал решетки зеркал для отражения света должно быть параллельным поверхности панели, на которой устанавливается решетка возбуждаемых зеркал. Однако, некоторые из зеркал могут оказаться не параллельными указанной поверхности, из-за чего нарушается точность отражения луча, что в конечном счете приводит к ухудшению качества изображения.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для использования с решеткой возбуждаемых зеркал, входящей в оптическую проекционную систему, посредством которой можно корректировать величину вводимого элемента изображения, соответствующего зеркалу, которое ориентировано не параллельно поверхности панели, на которой установлена решетка зеркал.

В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено устройство для использования с решеткой возбуждаемых зеркал, включенной в оптическую проекционную систему, для коррекции величины входного элемента изображения с использованием предварительно определенной скорректированной величины для соответствующего возбуждаемого зеркала из M х N возбуждаемых зеркал, составляющих решетку, где M и N - целые, при этом упомянутое устройство содержит:
первую схему коррекции для гамма-коррекции величины входного элемента изображения,
генератор адресов для генерирования адресных данных, представляющих местоположение входного элемента изображения,
запоминающее устройство для хранения предварительно определенного множества скорректированных величии для упомянутых M х N возбуждаемых зеркал, представляющих направление наклонов и углы M х N возбуждаемых зеркал и для поиска, в ответ на адресные данные соответствующей скорректированной величины из скорректированных величин хранящегося предварительно определенного множества и
вторую схему для коррекции для коррекции гамма-скорректированной величины входного элемента изображения с использованием найденной скорректированной величины для получения скорректированной величины входного элемента изображения.

Изобретение поясняется ниже с помощью предпочтительных вариантов осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых показано следующее:
фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая новое устройство коррекции данных элементов изображения для использования с решеткой возбуждаемых зеркал в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - детальная блок-схема второй схемы коррекции, показанной на фиг. 1.

На фиг. 1 показана блок-схема нового устройства для коррекции данных элементов изображения 100 в соответствии с настоящим изобретением для использования с решеткой возбуждаемых зеркал 200 в оптической проекционной системе. Устройство коррекции данных элементов изображения 100 содержит схему аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, первую и вторую схемы коррекции 20 и 50 соответственно, запоминающее устройство 40 и генератор адресов 30.

Входной аналоговый видеосигнал для M х N, например 640 х 480 элементов изображения, подается на схему АЦП 10, которая обеспечивает преобразование каждого входного аналогового видеосигнала в соответствующие цифровые данные элементов изображения из S, например из 8 разрядов, используя известный алгоритм аналого-цифрового преобразования, где M, N и S - целые числа. Для простоты последующее описание устройства, соответствующего изобретению, будет дано для 8-разрядных цифровых данных элементов изображения. Преобразованные 8-разрядные цифровые данные элементов изображения от схемы АЦП 10 затем передаются на первую схему коррекции 20.

В первой схеме коррекции 20 в ответ на принятые 8-разрядные цифровые данные элементов изображения, полученные от схемы АЦП 10, из множества скорректированных данных элементов изображения, запомненных в ПЗУ (не показано), считываются соответствующие 8-разрядные скорректированные данные элементов изображения, например (RSO-RS7). Множество хранящихся в ПЗУ скорректированных данных элементов изображения может быть получено путем использования известного в технике алгоритма гамма-коррекции. 8-разрядные гамма-скорректированные данные элементов изображения (RSO-RS7), считанные из ПЗУ первой схемы коррекции 20, затем параллельным образом передаются на вторую схему коррекции 50.

Как показано на фиг. 1, на генератор адресов 30 подаются сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации Hsync и Vsync, получаемые от блока разделения сигналов синхронизации (не показан). Используя сигналы вертикальной и горизонтальной синхронизации, Hsync и Vsync, генератор адресов 30 генерирует P-разрядные, например 19-разрядные адресные данные, например (AO-A18), представляющие местоположение вводимого элемента изображения, поступающего на схему АЦП 10, где P - положительное целое. Последующее описание для простоты будет дано для 19-разрядных адресных данных. Сформированные в генераторе адресов 30 19-разрядные адресные данные (AO-A18) для вводимого элемента изображения затем передаются на запоминающее устройство 40.

После приема от генератора адресов 30 19-разрядных адресных данных (AO-A18) для входного элемента изображения запоминающее устройство 40 осуществляет поиск в множестве скорректированных величин для M х N возбуждаемых зеркал, которые записаны в ПЗУ 8-разрядной скорректированной величины, например (RCO-RC7), для некоторого возбуждаемого зеркала, которое соответствует вводимому элементу изображения. Хранящееся в ПЗУ множество скорректированных величин, в частности направлений наклонов и углов для M х N возбуждаемых зеркал, может быть получено с использованием известного устройства оценки угла зеркала.

Самый старший разряд, например RC7, каждой скорректированной величины из множества определяет, отклоняется ли соответствующее возбуждаемое зеркало в положительном направлении или в отрицательном направлении, в то время как остальная часть, например (RCO-RC6), определяет угол максимального отклонения возбуждаемого зеркала. Множество скорректированных величин находится в диапазоне от 00000000 до 11111111, где 8-разрядная скорректированная величина 00000000 указывает, что возбуждаемое зеркало находится в нормальном состоянии, т.е. что оно параллельно поверхности панели, на которой установлена решетка возбуждаемых зеркал. Затем гамма-скорректированные данные элемента изображения (RSO-RS7), передаваемые от первой схемы коррекции 20 и соответствующая 8-разрядная скорректированная величина (RCO-RC7), полученная от запоминающего устройства 40, одновременно передаются на вторую схему коррекции 50 в параллельной форме.

Во второй схеме коррекции 50 выполняется коррекция 8-разрядных гамма-скорректированных данных элемента изображения (RSO-RS7) для вводимого элемента изображения, получаемого от первой схемы коррекции 20 путем использования получаемой от запоминающего устройства 40 8-разрядной скорректированной величины (RCO-RC7) для соответствующего возбуждаемого зеркала.

На фиг. 2 представлена детальная схема второй схемы коррекции 50, показанной на фиг. 1. Вторая схема коррекции 50 содержит определитель знака 52, корректор данных элемента изображения 54 и ограничитель разряда переноса 56.

Как показано, 8-разрядная скорректированная величина (RCO-RC7) для возбуждаемого зеркала, соответствующая вводимому элементу изображения, получаемая из второй схемы коррекции 40, передается на определитель знака 52 параллельным образом. Определитель знака 52, содержащий множество логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, например с 52a по 52g, выполняет операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ для самого старшего разряда, т.е. для RC7 получаемой 8-разрядной скорректированной величины, а также для остальной части, т.е. для 7-разрядной скорректированной величины (RCО-RC6) соответственно. Более конкретно, входами каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g являются старший разряд RC7 и соответствующий разряд остальной части (RCО-RC6) за исключением старшего разряда RC7 в 8-разрядной скорректированной величине.

Хорошо известно, что выход каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g, Xi, может быть представлен следующим образом:
Xi = RCi⊕RC7, (1)
где i - целое число, используемое в качестве индекса каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Выходной сигнал Xi каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g подается на корректор 54 данных элемента изображения, содержащий T, например 2 полных сумматоров 54a и 54b, формирующих S 8-разрядных скорректированных данных элемента изображения, например, с SО по S7, где T - положительное целое.

Как показано на фиг. 2, на входы полного сумматора 54a подаются K-разрядные, например 4-разрядные скорректированные данные элемента изображения, например (RSO-RS3), полученные от первой схемы коррекции 20; K-разрядные, например, 4-разрядные скорректированные значения, полученные после выполнения операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, например с XО по X3, выдаваемые с выходов схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 52a - 52g, и старший разряд RC7 8-разрядной скорректированной величины в качестве первого входного двоичного разряда переноса, например Clin, непосредственно получаемого от запоминающего устройства 40, где K - положительное целое, меньше S.

С другой стороны, на вход полного сумматора 54b подаются K-разрядные, т. е. 4-разрядные скорректированные данные элемента изображения, например (RS4-RS7), получаемые от первой схемы коррекции 20, L-разрядные, например 3-разрядные скорректированные величины, например с X4 по X6, с выходов схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52e по 52g, старший разряд RC7, непосредственно получаемый от запоминающего устройства 40, а также один из выходных сигналов полного сумматора 54a, например первый выходной двоичный разряд переноса, например Clout, в качестве второго входного двоичного разряда переноса, например Clin, где первый выходной двоичный разряд переноса Clout представляет двоичный разряд переноса, формируемый из старшего разряда, т.е. S3, с выхода полного сумматора 54a, при этом L - положительное целое, меньше K.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения каждый из выходных сигналов SО полных сумматоров 54a, 54b, выполняющих операцию сложения для принимаемых входных сигналов, может быть определен следующим образом:
SO = (XO⊕RSO)⊕Clin. (2)
Остальная часть, т. е. с S1 по S7, выходных сигналов полных сумматоров 54a и 54b может быть получена аналогично указанному ранее, так как используемый здесь алгоритм в сущности совпадает с тем, который описывается уравнением (2), за исключением того, что соответствующие входные сигналы отличаются друг от друга.

Как следует из уравнений (1) и (2), если старший разряд RC7 на каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 52a, 52g и на полном сумматоре 54a имеет высокий логический уровень, т.е. соответствующее зеркало привода отклонено в положительном направлении, то упомянутые полные сумматоры 54a и 54b выполняют операции сложения над приложенными к ним входными сигналами для формирования скорректированных 8-разрядных выходных данных элемента изображения с SО пo S7, которые формируются с использованием 8-разрядного скорректированного значения (RCО-RC7), соответствующего углу отклонения зеркала с приводом. В этом случае 8-разрядные скорректированные выходные данные элемента изображения с SО по S7 могут быть получены в сущности путем вычитания 7-разрядных скорректированных значений с XО по X6 с выходов логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g, и старшего разряда RC7, получаемого непосредственно от запоминающего устройства 40, из 8-разрядных скорректированных данных элемента изображения (RSО-RS7), получаемых от первой схемы коррекции 20 соответственно.

С другой стороны, если старший разряд RC7 каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g и полный сумматор 54а имеют низкий логический уровень, т.е. соответствующее зеркало привода отклонено в отрицательном направлении, то упомянутые полные сумматоры 54a и 54b выполняют операции сложения для принимаемых входных сигналов для формирования 8-разрядных скорректированных выходных данных элемента изображения с SО по S7, которые получаются путем использования 8-разрядного скорректированного значения (RCО-RC7), соответствующего углу отклонения зеркала привода. В этом случае 8-разрядные скорректированные выходные данные элемента изображения с SО по S7 в сущности могут быть получены путем сложения 7-разрядных скорректированных значений с X1 по X6 с каждой из логических схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g, а также старшего разряда RC7 от запоминающего устройства 40 с 8-разрядными скорректированными данными элемента изображения (RSО-RS7), полученными от первой схемы коррекции 20 соответственно.

После этого 8-разрядные скорректированные выходные данные элемента изображения с SО по S7 и второй выходной двоичный разряд переноса Clout от упомянутых полного сумматора 54a и 54b передаются на ограничитель двоичного разряда перекоса 56, предназначенного для ограничения избыточных скорректированных выходных данных элемента изображения, которые не включаются в заранее определенный диапазон данных элемента изображения, причем второй выходной двоичный разряд переноса Clout представляет двоичный разряд переноса, полученный из старшего разряда S7 выходных данных полного сумматора 54b. Другими словами, ограничитель двоичного разряда перекоса 56 используется для формирования 8-разрядных ограниченных скорректированных выходных данных элемента изображения, пригодных для управления каждым из зеркал с приводом, установленных на панель с решеткой возбуждаемых зеркал 200 в соответствующем диапазоне напряжений, например от 0 В до 30 В, где подаваемое напряжение 0 В и 30 В представляет 8-разрядные данные элемента изображения 00000000 и 11111111 соответственно.

Как показано на фиг. 2, ограничитель двоичного разряда переноса 56 содержит логическую схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a, логическую схему И-НЕ 56b, совокупность логических схем ИЛИ с 56c по 56j, а также совокупность логических схем И с 56k по 56r. На вход логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a подается старший разряд RC7 8-разрядного скорректированного значения от первой схемы коррекции 20 и второй выходной двоичный разряд переноса Clout с полного сумматора 54b. Выходной сигнал схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a может быть получен аналогично тому, как описано выше для схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с 52a по 52g.

Затем выходные данные логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a передается на каждую из схем ИЛИ с 56c по 56j, а также на схему И-НЕ 56b. Входные сигналы каждой из схем ИЛИ с 56c по 56f являются выходными сигналами схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a и какими-либо скорректированными 4-разрядными выходными данными элемента изображения с SO по S3 с полного сумматора; а входные сигналы каждой из схем ИЛИ с 56g по 56j являются выходными сигналами схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a и какими-либо скорректированными 4-разрядными выходными данными элемента изображения с S4 по S7 с полного сумматора 54b. Как хорошо известно в технике, каждая из логических схем ИЛИ с 56c по 56j формирует на выходе высокий логический уровень, если не все ее входы имеют низкий логический уровень; а в противном случае она формирует низкий логический уровень.

С другой стороны, входные сигналы логической схемы И-НЕ 56b являются выходными сигналами логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a и старшим разрядом RC7 от второй схемы коррекции 20. Выходной сигнал схемы И-НЕ 56b, что хорошо известно в технике, имеет высокий логический уровень, если не все ее входы имеют высокий логический уровень; и имеет низкий логический уровень, если все ее входы имеют низкий логический уровень.

Выход каждой из схем ИЛИ с 56c по 56j связан с входным выводом каждой из схем И с 56k по 56r, в то время как выход схемы И-НЕ 56b связан с другим входным выводом каждой из схем И с 56k по 56r. Как хорошо известно в технике, каждая из схем И с 56k по 56r формирует на выходе высокий логический уровень, если все ее входы имеют высокий логический уровень; а в противном случае она формирует низкий логический уровень. Скорректированные таким образом 8-разрядные выходные данные элемента изображения, например (ROО-R07), передаются на возбудитель столбцов (не показано), содержащийся в решетке возбуждаемых зеркал 200 для управления зеркалом привода, которое соответствует вводимому элементу изображения.

Из вышеизложенного следует, что, если входы, т.е. старший разряд RC7 и второй выходной двоичный разряд переноса Clout логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a и схемы И-НЕ 56b, имеют низкий логический уровень или высокий логический уровень, то скорректированные 8-разрядные выходные данные элемента изображения (ROО-R07) со схем И с 56k по 56r совпадают с преобразованными 8-разрядными выходными данными элемента изображения с SО по S7, сформированными в полном сумматоре 54a и 54b. Но, если старший разряд RC7 и второй выходной двоичный разряд переноса Clout, приложенные к схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a и схеме И-НЕ 56b, имеют соответственно высокий и низкий логические уровни, то скорректированные 8-разрядные выходные данные элемента изображения (ROО-R07) со схем И с 56k по 56r принимают значение 00000000; а, если старший разряд RC7 и второй выходной двоичный разряд переноса Clout, приложенные к схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 56a и схеме И-НЕ 56b, имеют соответственно низкий и высокий логические уровни, то скорректированные 8-разрядные выходные данные элемента изображения (ROО-R07) со схем И с 56k по 56r принимают значение 11111111. Поэтому, как было показано выше, устройство коррекции данных элемента изображения, соответствующее изобретению, позволяет корректировать величину каждого вводимого элемента изображения путем использования заранее определенной скорректированной величины соответствующего возбуждаемого зеркала в решетке из M х N возбуждаемых зеркал, тем самым улучшая качество изображения.

Устройство коррекции данных элементов изображения, обеспечивающее коррекцию величины вводимого элемента изображения с использованием заранее определенной скорректированной величины, соответствующей возбуждаемому зеркалу решетки из М • N возбуждаемых зеркал, содержит первый корректор для гамма-коррекции величины вводимого элемента изображения, генератор данных для формирования адресных данных местоположения входного элемента изображения, память для хранения предварительно определенного множества скорректированных величин для упомянутых М • N возбуждаемых зеркал и для поиска, в соответствии со сформированными адресными данными для данного вводимого элемента изображения, заранее определенной скорректированной величины скорректированных величин хранимого предварительно определенного множества, а также второй корректор для коррекции гамма-скорректированной величины вводимого элемента изображения посредством использования найденной скорректированной величины для получения скорректированной величины выводимого элемента изображения. Технический результат - повышение качества изображения. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство коррекции данных элементов изображения для использования с решеткой из M • N возбуждаемых зеркал, где M и N - целые числа, включенной в оптическую проекционную систему для коррекции величины входного элемента изображения с использованием предварительно определенной скорректированной величины для соответствующего возбуждаемого зеркала, причем устройство содержит первую схему коррекции для гамма-коррекции величины входного элемента изображения, отличающееся тем, что дополнительно содержит генератор адресов для генерирования адресных данных, представляющих местоположение входного элемента изображения, запоминающее устройство для хранения предварительно определенного множества скорректированных величин для упомянутых M • N возбуждаемых зеркал, причем предварительно определенное множество скорректированных величин представляет направления наклонов и углы упомянутых M • N возбуждаемых зеркал, и для поиска, в ответ на генерируемые адресные данные, соответствующей скорректированной величины из скорректированных величин хранящегося предварительно определенного множества, вторую схему коррекции для коррекции гамма-скорректированной величины входного элемента изображения с использованием найденной скорректированной величины для получения скорректированной величины выходного элемента изображения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соответствующая скорректированная величина состоит из S разрядов, причем S - целое число, большее чем 1, самый старший разряд S-разрядной скорректированной величины указывает на наклон возбуждаемого зеркала, соответствующего входному элементу изображения, в положительном или в отрицательном направлении, а остальные разряды указывают угол наклоненного возбуждаемого зеркала. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительно содержит ограничитель разряда переноса скорректированной выходной величины элемента изображения, если она выходит за пределы предварительно определенного диапазона величин элемента изображения. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что предварительно определенный диапазон величин элемента изображения соответствует предварительно определенному диапазону напряжений питания для подачи на каждое из возбуждаемых M • N зеркал.