Brevet FR2772502A1 — publié le 19990618

/i. PROCEDE DE COMPENSATION DES DIFFERENCES DE REMANENCE DES LUMINOPHORES DANS UN ECRAN DE VISUALISATION D'IMAGES La présente invention concerne un procédé de compensation des différences de rémanence des luminophores dans un écran de visualisation d'images couleurs. Elle concerne aussi un dispositif de commande de l'écran de visualisation d'images mettant en oeuvre le procédé. La présente invention sera décrite en se référant plus particulièrement à des écrans de visualisation constitués par des panneaux à plasma qu'ils soient du type à courant continu à mémoire ou du type alternatif. Toutefois, il est évident pour l'homme de l'art que la présente invention peut s'appliquer à d'autres types d'écrans de visualisation d'images, plus particulièrement, d'images en couleur, dans lesquels plusieurs cellules adjacentes sont recouvertes de luminophores différents pour former un point-image couleur. De manière connue, les panneaux à plasma sont des dispositifs de visualisation à écran plat qui fonctionnent sur le principe d'une décharge électrique dans un gaz. Les panneaux à plasma ou PAP comportent généralement deux dalles isolantes délimitant un espace rempli d'un mélange gazeux contenant du néon et du xénon. Les dalles supportent deux ou plusieurs réseaux d'électrodes croisés. Chaque intersection d'électrodes définit une cellule à laquelle correspond un petit espace gazeux. Dans chaque espace gazeux, des décharges électriques peuvent être provoquées en appliquant des tensions appropriées aux deux électrodes croisées correspondantes. Les électrodes croisées constituent respectivement les lignes et les colonnes de l'écran de visualisation. Le nombre d'électrodes lignes et colonnes correspond à la définition de l'écran. Chaque croisement d'une électrode colonne et d'une électrode ligne va correspondre à une cellule vidéo contenant ledit volume de gaz. Dans le cas d'un écran de visualisation d'images de type couleur, chaque cellule sera recouverte d'un luminophore de couleurs différentes, notamment un luminophore rouge, vert ou bleu, lesdites cellules étant associées en triplets et chaque triplet formant un pixel vidéo. De ce fait, il 2 2772502 y a donc trois fois plus d'électrodes colonnes que de pixels. Par contre, le nombre d'électrodes lignes est égal au nombre de lignes du panneau. Compte-tenu de cette architecture de type matriciel, il suffit de venir appliquer, au croisement d'une électrode ligne et d'une électrode colonne, une différence de potentiel pour exciter une cellule vidéo précise et obtenir ainsi ponctuellement un gaz à l'état plasma. Les ultra-violets provenant de l'excitation du gaz vont ainsi venir bombarder les luminophores rouges, verts ou bleus et donner ainsi une cellule rouge, verte ou bleue allumée. Pour obtenir les trois composantes rouge, verte et bleue d'une image de type télévision, les conditions électriques de l'excitation de la cellule restent les mêmes. L'obtention des trois composantes se fait uniquement par le choix de trois luminophores différents. En conséquence, le choix des luminophores est important pour une bonne homogénéité des couleurs. Or, parmi les luminophores i15 actuellement utilisés, un luminophore de composition Zn2SiO4:Mn est utilisé pour la couleur verte. Contrairement aux luminophores rouge et bleu, le luminophore vert possède une rémanence de l'ordre de 28 millisecondes, alors que la rémanence du luminophore rouge est inférieure à 5 millisecondes et celle du luminophore bleu inférieure à 1 milliseconde. Cette rémanence du luminophore vert doit être rapportée à la période trame qui est elle de 20 millisecondes. En conséquence, lors d'une transition temporelle blanc vers noir par exemple, à savoir lorsque l'on passe d'une trame blanche à une trame noire, le luminophore vert continuera à émettre de la lumière plus d'une trame après la transition comme représenté sur la figure 1 dans laquelle: - la courbe a) représente le signal vidéo incident, - la courbe b) la réponse du luminophore rouge, - la courbe c) la réponse du luminophore vert, - la courbe d) la réponse du luminophore bleu, - et la barre e) schématise les différents niveaux de gris. Cela entraînera une impression de traînage vert au niveau de cette transition. Il en sera de même lors d'un passage d'une transition noir vers blanc qui entraînera une impression de traînage magenta au niveau de la transition, comme représenté sur la figure 2 o les courbes a), b), c), d) et e) ont la même signification que dans la figure 1. Toutefois, cette rémanence du 3 2772502 vert n'aura pas de conséquence sur des zones homogènes. En effet, le niveau de gris restant constant, I'oeil ne percevra pas de différence. La présente invention a pour but de proposer un procédé simple permettant de remédier à ces défauts de traînage lors de transitions importantes telles que des transitions de type blanc-noir ou noir-blanc. En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de compensation des différences de rémanence des luminophores dans un écran de visualisation d'images constitué de cellules disposées en lignes et en colonnes, plusieurs cellules adjacentes étant recouvertes de luminophores différents pour former un point-image, les cellules d'un point-image étant mises soit dans un état éteint soit dans un état allumé pendant une durée à l'intérieur d'un temps trame fonction du niveau de gris à afficher, caractérisé en ce que, au niveau du point- image, on détecte les transitions entre un premier niveau de gris et un second niveau de gris adjacent et en ce que, si la transition est supérieure à un seuil, on force l'état de la cellule recouverte d'un luminophore rémanent au second niveau de gris avant la fin du temps trame. Selon un mode de réalisation préférentiel, la détection de transition est réalisée en comparant la trame n-1 et la trame n de manière à détecter les différences entre trames supérieures au dit seuil. D'autre part, dans le cas d'un panneau à plasma, chaque cellule est dans l'état éteint ou dans l'état allumé pendant n sous-balayages successifs de durée différente distribués pendant un temps trame. Dans ce cas, on force au moins le dernier sous-balayage au second niveau de gris. Selon un mode de réalisation préférentiel, lorsque la différence entre la trame n et la trame n-1 est négative, le dernier sous-balayage est forcé à 0 et lorsque la différence entre la trame n et la trame n-1 est positive, le dernier sous-balayage est forcé à 1. Conformément à la présente invention, on détecte comme transitions les fortes transitions, à savoir, au niveau d'un point-image,les transitions entre une trame blanche et une trame noire ou entre une trame noire et une trame blanche. La présente invention concerne aussi un dispositif de commande d'un écran de visualisation mettant en oeuvre le procédé ci- dessus. 4 2772502 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de commande comporte un circuit de traitement vidéo recevant en entrée un signal vidéo et fournissant des mots de codage vidéo, le circuit de traitement comportant autant de circuits de traitement élémentaires que de cellules formant un point image, les dites cellules étant recouvertes de luminophores différents, une mémoire vidéo recevant les mots de codage vidéo et transmettant des mots de commande-colonne vers un circuit d'alimentation des colonnes de l'écran de visualisation. Il est caractérisé en ce que le circuit de traitement correspondant à la cellule recouverte d'un luminophore rémanent comporte des moyens de détection de transition entre un premier niveau de gris et un second niveau de gris et des moyens pour forcer le signal en sortie à une valeur correspondant au second niveau de gris avant la fin du temps trame. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de détection de transition comportent un circuit de mémorisation de la trame n-1 et un circuit calculant, pour chaque point-image, la différence entre la trame n et la trame n-1 et émettant un signal de commande lorsque la différence est supérieure à un seuil. D'autre part, chaque circuit de traitement élémentaire réalise un transcodage du signal vidéo pour fournir les mots de commande vidéo. De ce fait, le moyen pour forcer le signal est constitué par un circuit modifiant la valeur des mots de commande vidéo en sortie du circuit de transcodage en fonction du signal de commande émis par le circuit calculant la différence entre la trame n et la trame n-1. Selon une caractéristique supplémentaire de la présente invention, I'écran de visualisation d'image est un panneau à plasma. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture détaillée faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel, cette description étant faite avec référence aux dessins ci- annexés dans lesquels: - La figure 1 représente schématiquement, pour un point-image, le signal vidéo incident ainsi que les courbes de réponse des différents luminophores lors d'une transition blanc-noir, - La figure 2 déjà décrite représente les mêmes courbes que celles de la figure 1 lors d'une transition noir-blanc, 2772502 - La figure 3 représente des courbes identiques à celles de la figure 1 lors d'une transition blanc-noir mettant en oeuvre le procédé de la présente invention, - La figure 4 représente des courbes identiques à celles de la figure 3 lors d'une transition noir-blanc, et, - La figure 5 est une représentation schématique sous forme de blocs d'un circuit de traitement vidéo inclus dans un dispositif de commande d'un panneau à plasma comportant des circuits pour la mise en oeuvre de la présente invention. Dans les figures, pour simplifier la description, les mêmes éléments portent les mêmes références. La présente invention sera décrite en se référant à un panneau à plasma. Pour mieux comprendre son fonctionnement, on rappellera tout d'abord les procédures d'adressage d'un panneau à plasma. Une cellule élémentaire d'un panneau à plasma ne connaît que deux états: éteint et allumé. Il est connu qu'une modulation analogique de la quantité de lumière émise par un point image ou pixel n'étant pas possible, la génération des demi-teintes ou niveau de gris se fait par modulation temporelle de la durée d'émission du point-image dans la période trame T. Cette période trame est constituée d'autant de sous- périodes (TO,2T0,....,2"-' TO) multiples d'une valeur TO qu'il y a de bits de codage de la vidéo (nbit). A partir des n sous-balayages, on peut par combinaison, reconstituer 2" niveaux de gris différents de luminance répartie linéairement. La méthode de génération des niveaux de gris par modulation temporelle nécessite donc un accès à chaque pixel (ou cellule) pendant la durée d'une trame, ce qui implique la mémorisation de l'information vidéo au cours de la trame. La séquence d'adressage de l'écran débute par la sélection d'une ligne complète au moyen de deux impulsions haute- tension générées par un amplificateur et appliquées à l'électrode par l'intermédiaire du circuit d'alimentation de lignes. La première impulsion efface la totalité de la ligne et la seconde prépositionne l'inscription. Les pixels de la ligne sélectionnée sont adressés simultanément par un signal issu des circuits d'alimentation colonnes. Ces circuits sont préchargés par une information provenant d'une mémoire d'image et adressent les 6 2772502 électrodes-colonne soit avec un signal haute-tension masquant l'impulsion d'écriture soit avec un signal de masse en fonction de l'information vidéo préchargée. Cette information est constituée d'un seul des bits de codage du pixel, les autres bits étant traités à d'autres instants dans la trame. L'ensemble des bits est appelé par la suite mot de commande-colonne. L'allumage du pixel est donc conditionné par la différence des tensions appliquées aux bornes de sa cellule. Cet état, éteint ou allumé, est ensuite entretenu par un signal alternatif commun à toutes les cellules du panneau jusqu'à un nouvel adressage de cette ligne (effet-mémoire). Le balayage d'un panneau à plasma nécessite, en tout, n accès à chaque pixel pendant la durée d'une trame. Le balayage du panneau devient donc vite complexe puisque chaque ligne de l'écran doit être adressée n fois, à chaque fois selon la procédure précédemment décrite. La relation liant les différents paramètres de l'adressage d'un panneau à i15 plasma, le nombre NI de lignes de l'image affichée, le temps tad d'adressage d'une ligne et le nombre n de balayages de l'écran avec la période image T est la suivante T > n. NI. tad. Le balayage total d'un panneau à plasma est donc constitué de n séquences d'adressage de NI lignes. On définit n sous-balayages, chacun de ces sous-balayages étant dédié au traitement d'un des bits de codage de la vidéo ou plus exactement des mots de commande-colonne. Conformément à la présente invention, pour remédier aux effets de traînage dus à certains luminophores rémanents, notamment aux luminophores verts, on utilise le codage sur n sous-balayages pour forcer au moins le dernier bit de codage de la vidéo à un niveau correspondant au second niveau de gris, à savoir soit au niveau blanc soit au niveau noir en fonction du type de transition détecté. Le principe de modulation temporelle du niveau de gris tel qu'expliqué ci-dessus implique une répartition de l'information à transmettre sur toute la durée à savoir sur 20 millisecondes. Lors d'une transition blanc-noir, la cellule a été excitée avant la transition (zone blanche) et ne sera pas excitée après la transition (zone noire). Ceci est représenté sur la courbe a de la figure 3 sur laquelle le signal vidéo incident RGB se trouve au niveau 1 correspondant à la zone blanche puis passe au bout de 40 millisecondes au niveau O correspondant à une zone 7 2772502 noire. Dans la présente invention, les luminophores rouge et bleu présentent un temps de réponse rapide, comme on peut le voir sur les courbes b et d. Toutefois, le luminophore vert présentant une rémanence beaucoup plus longue, conformément à la présente invention, pour éviter I'effet de traînage on modifie le niveau vidéo transmis en mettant au noir l'information vidéo transmise en fin de trame blanche, c'est-à-dire juste avant la transition, comme représenté sur la courbe c. De ce fait, le traînage du vert s'effectue donc en grande partie sur la trame blanche, ce qui maintient un niveau blanc. Par contre, lors de la trame noire, le résidu de traînage du vert est beaucoup plus réduit, d'o une forte diminution de l'apparition de la zone verte. Ceci est représenté en e sur la figure 3 o l'on passe progressivement du magenta au vert lors de la transition. Dans le cas d'une transition noir-blanc et comme représenté sur la figure 4, I'opération de modification de la vidéo sera inverse. Dans ce cas, comme représenté par la courbe c, on force à 1 au moins le dernier sous-balayage de la trame noire pour le luminophore vert, réalisant par anticipation la transition noir-blanc pour ce luminophore. De ce fait, on observe une zone passant du vert au magenta, de façon atténuée, comme représenté en e sur la figure 4. Dans le cadre de la présente invention, la détection d'une transition noir-blanc ou blanc-noir sera réalisée entre la trame précédente et la trame courante, la correction s'effectuant sur la trame précédente. On expliquera maintenant la modification apportée au circuit de traitement vidéo pour la mise en oeuvre de la présente invention. Comme représenté sur la figure 5, le circuit de traitement vidéo implémenté dans le dispositif de commande d'un panneau à plasma comporte trois entrées pour le signal vidéo décomposé en vert, rouge, bleu, les entrées étant référencées respectivement G, R, B. La trame courante (n) de chaque signal G R B est envoyée sur une mémoire d'image 2 permettant de réaliser le traitement sur la trame précédente ou trame n - 1 et un circuit de traitement élémentaire 1 réalisant le transcodage de l'information vidéo en n sous-balayage, cela de manière connue de l'homme de l'art. Les mots de code vidéo ainsi obtenus sont envoyés vers une mémoire d'image non représentée prévue avant le circuit d'alimentation des colonnes d'un panneau à plasma. Conformément à la présente invention, le circuit de traitement élémentaire du signal vert correspondant à un 8 2772502 luminophore rémanent a été modifié de manière à pouvoir forcer le bit d'au moins le dernier sous-balayage à O ou à 1 en fonction de la transition détectée. Comme représenté sur la figure 5, le signal G est envoyé sur un circuit (2) de mémorisation de la trame précédente permettant d'obtenir en sortie la trame (n-1). La trame (n) et la trame (n- 1) sont envoyées sur les deux entrées d'un circuit 3 réalisant le calcul de la différence entre les deux trames et détectant si cette différence est supérieure à un seuil de manière à émettre un signal S de commande permettant de forcer au moins le bit du dernier sous-balayage à 1 ou à 0. Pour cela, la sortie du circuit 1 est envoyée sur un circuit 4 de modification de l'information vidéo dont le fonctionnement est commandé par le signal S. Si aucun signal S n'est présent, on obtient en sortie le mot de codage vidéo issu du circuit 1. Si un seuil est détecté, on obtient en sortie un mot de codage n' modifié tel qu'expliqué ci-dessus. i15 On donnera maintenant un exemple concret de mise en application du principe décrit ci-dessus. Les caractéristiques actuelles d'un panneau à plasma permettent d'effectuer 10 sous-balayages de chacune des lignes, ce qui revient à coder les 256 niveaux d'un signal vidéo sur 10 bits. A titre d'exemple, le code de 10 bits peut être le suivant: - 1 2 4 8 16(1) 16(2) 324864(1)64 (2). Conformément au procédé d'adressage décrit ci-dessus, l'information vidéo codée sur 10 bits va être modulée temporellement et répartie sur les 20 millisecondes correspondant à une trame. L'enchaînement des sous-balayages peut être le suivant - 64 (2) 48 16 (2) 8 2 1 4 16 (1) 32 64(1). Le sous-balayage 64 (1) est effectué en dernier et correspond donc au dernier sous-balayage de la trame courante avant le premier sous-balayage de la trame suivante. Conformément à la présente invention, la première opération consiste à mettre en évidence les différences entre la trame (n-i) et la trame (n) supérieure à un seuil définissant les fortes transitions à corriger. A titre d'exemple, le seuil de détection peut être fixé à 128. Ceci, compte-tenu du mode de codage donné ci-dessus, revient à forcer le bit 64 (1) à O pour la valeur basse de la transition et à 1 pour la valeur haute. Pour les pixels à corriger, à savoir les pixels recouverts d'un 9 2772502 luminophore vert dans le mode de réalisation représenté, le contenu du bit 64 (1) va être modifié de la façon suivante - Lors d'une forte transition négative (à savoir lorsque le niveau de la trame n est très inférieur au niveau de la trame n-1, (n) - (n-1) la trame n-1 à 0. - Lors d'une forte transition positive (à savoir lorsque le niveau de la trame n est très supérieur au niveau de la trame n-1), il faut anticiper cette transition positive en forçant le bit 64 (1) de la trame n-1 à 1. La présente invention a été décrite en réalisant une correction sur un sous-balayage, ce qui revient à anticiper la transition détectée de 5 millisecondes lorsque le dernier sous-balayage correspond au bit 64 (1). Toutefois, il est évident que pour l'homme de l'art que le nombre de i 5 sous-balayages peut être différent. 2772502 REVENDICATIONS 1. Procédé de compensation des différences de rémanence des luminophores dans un écran de visualisation d'image constitué de cellules disposées en lignes et en colonnes, plusieurs cellules adjacentes étant recouvertes de luminophores différents pour former un point image, les cellules d'un point image étant mises soit dans un état "éteint" soit dans un état "allumé" pendant une durée à l'intérieur d'un temps-trame fonction du niveau de gris à afficher, caractérisé en ce que, au niveau du point-image, on détecte les transitions entre un premier niveau de gris et un second niveau de gris adjacent, et en ce que, si la transition est supérieure à un seuil, on force l'état de la cellule recouverte d'un luminophore rémanent au second niveau de gris avant la fin du temps- trame. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de transition est réalisée en comparant, au niveau de chaque point-image, la trame n-1 et la trame n de manière à détecter les différences entre trames supérieures au dit seuil. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque cellule est dans l'état "éteint" ou dans l'état "allumé" pendant n sous-balayages successifs de durées différentes distribués pendant un temps-trame. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on force au moins le dernier sous-balayage au second niveau de gris. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lorsque la différence, au niveau de chaque point- image, entre la trame n et la trame n-1 est négative, le dernier sous- balayage est forcé à zéro et lorsque la différence entre la trame n et la trame n-1 est positive, le dernier sous-balayage est forcé à 1. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, au niveau d'un point-image, la trame n-1 est une il 2772502 trame blanche ou noire et la trame n est respectivement une trame noire ou blanche. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les luminophores sont des luminophores rouge, vert, bleu, le luminophore le plus rémanent étant le luminophore vert. 8. Dispositif de commande d'un écran de visualisation d'image mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, le dispositif comportant un circuit de traitement vidéo recevant en entrée un signal vidéo et fournissant des mots de codage vidéo, le circuit de traitement comportant autant de circuits de traitement élémentaires que de cellules formant un point-image, lesdites cellules étant recouvertes de luminophores différents, une mémoire vidéo recevant les mots de i15 codage vidéo et transmettant des mots de commande- colonne vers un circuit d'alimentation des colonnes de l'écran de visualisation, caractérisé en ce que le circuit de traitement, correspondant à la cellule recouverte d'un luminophore rémanent, comporte des moyens de détection de transition entre un premier niveau de gris et un second niveau de gris avant la fin du temps-trame. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de détection de transition comportent un circuit de mémorisation de la trame n-1 et un circuit calculant, au niveau de chaque point-image, la différence entre la trame n et la trame n-1 et émettant un signal de commande lorsque la différence est supérieure à un seuil. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que chaque circuit de traitement élémentaire réalise un transcodage du signal vidéo pour fournir les mots de commande vidéo. 1 1. Dispositif selon les revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le moyen pour forcer le signal est constitué par un circuit modifiant la valeur des mots de commande vidéo en sortie du circuit de transcodage en fonction du signal de commande émis par le circuit calculant, au 12 2772502 1 2 niveau de chaque point-image, la différence entre la trame n et la trame n-1. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'écran de visualisation d'image est un panneau à plasma.