Brevet FR2826220A1 — publié le 20021220

PROCEDE D'AFFICHAGE D'UNE IMAGE AVEC UNE SYNCHRONISATION HORIZONTALE MODIFIEE La présente invention concerne un procédé d'affichage d'une image ayant une fréquence de synchronisation horizontale FHi et une fréquence de synchronisation verticale FV1, visant à afficher ladite image avec une fréquence de synchronisation horizontale FH2, avec FH2 > FH1'L'invention trouve plus particulièrement son application dans les moniteurs à tube cathodique recevant des données numériques. L'évolution des techniques dans le domaine de la transmission de données fait que, dans un futur proche, toutes les données échangées dans un système seront des données numériques. Notamment, les signaux qui seront délivrés par une carte graphique d'un ordinateur seront des signaux numériques. Ces signaux seront transmis vers un moniteur numérique, du type moniteur à cristaux liquides ou moniteur plasma, par l'intermédiaire d'un câble numérique. C'est pourquoi, les constructeurs de cartes graphiques aspirent dès à présent à ne fabriquer que des cartes graphiques avec sortie numérique. Cependant, les moniteurs numériques sont encore très chers par rapport aux moniteurs, dits analogiques, à tube cathodique. C'est pourquoi, il est envisagé d'utiliser des cartes graphiques à sortie numérique avec des moniteurs analogiques tant que le coût des moniteurs numériques sera élevé. Un dispositif de conversion numérique/analogique est prévu à cet effet dans le moniteur analogique pour convertir les signaux numériques R (Rouge), V (Vert), B (Bleu) en signaux analogiques. L'adjonction de ce dispositif de conversion numérique/analogique dans le moniteur analogique engendre un surcoût du moniteur. Pour abaisser le coût du moniteur, on peut alors prévoir d'utiliser une unique fréquence de synchronisation de ligne, appelée aussi fréquence horizontale, pour afficher les images. Cela permet notamment de supprimer les capacitances de S et des transistors de commutation dans le moniteur, de simplifier la circuiterie du système de balayage et, par là même de réduire le coût du moniteur. L'utilisation d'une fréquence horizontale FH unique implique de modifier l'image à afficher lorsque la fréquence horizontale de celle-ci est différente de la fréquence FH à utiliser, ce qui est généralement le cas. Deux méthodes sont connues à ce jour pour modifier une image d'entrée ayant une fréquence horizontale FH, en une image de fréquence horizontale FH2'avec FH2 > FH1. La première méthode consiste à afficher l'image avec la fréquence horizontale FH2 sans modifier la fréquence verticale de l'image. Cette méthode nécessite alors de rajouter des lignes dans l'image, chaque ligne rajoutée étant obtenue par interpolation des lignes précédente et suivante de l'image ou par duplication de la ligne précédente. La deuxième méthode consiste à modifier conjointement la fréquence horizontale et la fréquence verticale de l'image afin de conserver le même nombre de lignes dans l'image. Il faut alors rajouter des images dans la séquence en dupliquant des images de la séquence. Ces deux méthodes sont expliquées plus en détail ciaprès à travers deux exemples d'application. Dans le premier exemple d'application, on considère une image de résolution 800x600, c'est-à-dire une image ayant 800 pixels par ligne et 600 lignes, ayant une fréquence de rafraîchissement (fréquence verticale) de 72 Hz. L'image est perçue en fait comme ayant 1040 pixels par ligne et 666 lignes car il faut tenir compte des temps de retour trame et de retour ligne. La fréquence horizontale de l'image est donc de 48 kHz. Les données susmentionnées sont disponibles dans le document intitulé"VESA Monitor Timing Specifications", Video Electronics Standards Association, Version 1. 0 Rev 0.8, page 13, Sept 98. Le nombre de lignes de l'image correspond au rapport de la fréquence horizontale sur la fréquence verticale. On veut obtenir une image ayant une fréquence horizontale FH2 de 85 kHz par exemple. Cette valeur correspond à la fréquence horizontale maximale des moniteurs Sony 17 pouces actuellement sur le marché. Avec la première méthode, l'augmentation de la fréquence horizontale FH qui passe de 48 kHz à 85 kHz, sans modifier la fréquence verticale notée FVi de l'image, implique d'augmenter le nombre de lignes de FH l'image. On a FH2 = 1180 lignes. Comme le temps de retour FV1 trame occupe environ 10% du temps d'affichage pour cette résolution, il faut donc afficher 1062 lignes à la place de 600. On rajoute donc 462 lignes, soit environ une ligne toutes les deux lignes. Comme indiqué précédemment, cette ligne est soit une ligne obtenue par duplication de la ligne précédente, soit une ligne interpolée obtenue à partir des lignes précédente et suivante. Cette solution est acceptable pour des images animées comportant des éléments en mouvement mais l'est moins dans le cas d'images fixes. Le résultat de cette solution est illustré par la figure 1B à comparer avec la figure 1A. La figure 1A représente une image, de fréquence horizontale FHi et de fréquence verticale FV1, comprenant trois lettres E positionnées sur des lignes différentes de l'image. Avec la méthode exposée précédemment, on duplique de temps en temps des lignes de l'image comme illustré à la figure 1B. Il en résulte une déformation du E qui varie en fonction de sa position par rapport aux lignes dupliquées de l'image. Comme indiqué précédemment, ce défaut est moins visible lorsque le E se déplace d'image en image. La deuxième méthode est expliquée à travers un deuxième exemple d'application. Dans cet exemple, on considère une image de résolution 1280x1024 ayant une fréquence de rafraîchissement (fréquence verticale) de 75 Hz. Pour tenir compte des temps de retour trame (4%) et de retour'ligne (25%), l'image est considérée comme ayant 1688 pixels par ligne et 1066 lignes. La fréquence horizontale est de 80 kHz. Dans cet exemple, on veut également obtenir une image ayant une fréquence horizontale FH2 de 85 kHz. Avec la deuxième méthode, on augmente proportionnellement la fréquence horizontale et la fréquence verticale de façon à conserver le même nombre de lignes à afficher. Cela permet de ne pas rajouter de lignes interpolées ou dupliquées. Si la fréquence horizontale passe à 85 kHz, la fréquence verticale FH devient alors égale à FV=--------soit nombre de lignes 85000 ---=79, 7 Hz. On va donc afficher environ 80 images par 1066 seconde au lieu de 75. Les images rajoutées sont des images dupliquées. Cette méthode n'est pas satisfaisante dans le cas de séquence d'images comportant un objet en mouvement. En effet, l'affichage d'une image dupliquée crée un temps d'arrêt dans le mouvement de l'objet. L'objet en mouvement va alors se déplacer avec un mouvement saccadé. Cet inconvénient est illustré par la figure 2. Cette figure montre une séquence de 5 images comportant un anneau noir se déplaçant horizontalement de la gauche vers la droite. Les troisième et quatrième images de la séquence sont identiques. L'anneau noir marque donc un temps d'arrêt dans sa progression au niveau de la quatrième image. Cette'solution nécessite par ailleurs une mémoire d'image apte à mémoriser une image entière, soit une mémoire dont la taille est de : 8 (bits par couleur) x 3 (couleurs R, G, B) x 1688 (pixels par ligne) x 1066 (lignes) = 43. 106 bits soit 5,4 Mo. Cette méthode nécessite donc une mémoire de taille importante, ce qui représente également un certain coût. Le but de l'invention est de proposer une méthode n'ayant pas les inconvénients précités. L'invention concerne donc un procédé d'affichage d'une image ayant une fréquence de synchronisation horizontale FHi et une fréquence de synchronisation verticale FV1, visant à afficher ladite image avec une fréquence de synchronisation horizontale FH2, avec FH2 > FH1'caractérisé en ce qu'on complète ladite image en rajoutant N=a-------lignes noires en bas de FVI i ladite image, a étant un taux de lignes d'image à afficher, et on affiche ladite image complétée avec ladite fréquence de synchronisation horizontale FH2 et ladite fréquence de synchronisation verticale FV1. Si FH2 > 2 FHI'on duplique chacune des lignes de ladite image et on ne rajoute au bas de l'image que (FH2 -2 FHI J.. a--------lignes noires. FVI D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : les figures 1A et 1B, déjà décrites, illustrent les résultats d'un premier procédé de traitement de l'art antérieur, la figure 2, déjà décrite, illustre les résultats d'un second procédé de traitement de l'art antérieur, la figure 3 montre un mode de réalisation du procédé de l'invention, et la figure 4 représente l'architecture d'un moniteur analogique dans lequel est mis en oeuvre le procédé de l'invention. Selon l'invention, on conserve la fréquence verticale de l'image d'entrée, mais au lieu d'interpoler des lignes dans les images d'entrée, on affiche l'image d'entrée telle quelle et on rajoute en bas de cette image des lignes noires. Il est ensuite possible d'agir sur la déflection du faisceau d'électrons du tube cathodique pour que l'image soit centrée et occupe tout l'écran. Ce procédé est illustré par la figure 3. L'image après traitement comporte une partie supérieure correspondant à l'image d'entrée et une partie inférieure comportant des lignes noires. L'image d'entrée est affichée avec une fréquence horizontale FH2 et une fréquence verticale FV1. Considérons le deuxième exemple d'application défini dans le préambule de la présente demande, à savoir une image comportant 1688 pixels par ligne et 1066 lignes et ayant une fréquence horizontale FHi de 80 KHz et une fréquence verticale FHi de 75 Hz. On veut obtenir une image ayant une fréquence horizontale FH2 de 85 kHz. Le nombre de lignes à afficher est égal à pTT RDÛD ax--=0, 96x---=1088 lignes où a représente un taux Fiv, 75 FVI 75 de lignes à afficher. Dans le cas présent, le temps de retour trame occupe 4% du temps d'affichage d'une image et donc a=1-0, 04=0, 96. Il faut donc rajouter 1088- 1024=64 lignes noires en bas de l'image. Ce procédé nécessite une mémoire d'image car on affiche l'image plus vite qu'on ne la reçoit. Cependant, la taille mémoire nécessaire est plus petite que dans l'art antérieur car il suffit d'une mémoire apte à mémoriser un nombre de lignes d'image correspondant au nombre de lignes noires rajoutées en bas de l'image. Dans le cas présent, il suffit d'une mémoire permettant de mémoriser 64 lignes, soit : 8 x 3 x 1688 x 64 = 2, 6. 106 bits = 0, 3 Mo Comme on ne rajoute ni lignes dupliquées, ni images dupliquées, il n'y a pas de déformation dans les images fixes ou de mouvement saccadé dans les images animées. L'image est quelque peu aplatie et excentrée mais en agissant sur la déflection du faisceau d'électrons du tube cathodique, il est possible de recadrer l'image de façon à ce que les lignes noires soient affichées en dehors du champ de l'écran. Lorsque le nombre de lignes noires à rajouter est très élevé, à savoir lorsque FH2 > 2FH1'on prévoit de dupliquer toutes les lignes de l'image d'entrée afin de limiter le nombre de lignes noires. La résolution de l'image finale sera 2 fois plus élevée que celle d'un moniteur CRT classique affichant l'image d'origine. Prenons l'exemple d'une image de résolution 640x480 ayant une fréquence verticale FVi de 60 Hz et une fréquence horizontale FHi de 31, 5 kHz. On veut obtenir une image ayant une fréquence horizontale FH2 de 85 kHz. FH On a :---=1416 lignes. Si on enlève les lignes FVI correspondant au retour trame (10% des lignes), on obtient 1275 lignes à afficher. Si on ne duplique pas toutes les lignes de l'image à afficher, il faut rajouter 1275-480=795 lignes noires en bas de l'image occupant les 2/3 de l'écran. C'est pourquoi, il est préférable, dans ce cas-là, de dupliquer les lignes de l'image d'entrée. Il ne restera /pïj opur alors que ou------'-lignes noires à afficher, soit FVI 330 lignes noires. Etant donné que toutes les lignes de la partie supérieure de l'image sont dupliquées, tous les éléments de l'image sont déformés de la même manière. De très nombreuses structures sont possibles pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention dans un moniteur à tube cathodique. Un exemple de réalisation est montré à la figure 4. Le moniteur à tube cathodique est constitué d'un circuit de commande 10, d'un circuit d'amplification 11 et d'un tube cathodique 12. Le circuit de commande 10 reçoit sur une entrée trois signaux numériques R, V et B et un signal de synchronisation horizontale et verticale H/V. Ledit signal vidéo composite est traité par un décodeur 13. Le signal de synchronisation décodé H/V est alors fourni à un circuit de gestion de la synchronisation 17. Les signaux R, V, B décodés sont traités quant à eux par un bloc de traitement 14 dans lequel est mis en oeuvre le procédé de l'invention, à savoir modifier la fréquence horizontale des images, rajouter des lignes noires en bas de l'image et, le cas échéant, dupliquer toutes les lignes de l'image. Ce bloc de traitement est synchronisé par un signal provenant du circuit de synchronisation 17 et comporte par ailleurs une mémoire d'image non représentée. Les signaux numériques issus du bloc de traitement numérique 14 sont ensuite corrigés par un bloc de correction gamma 15 puis convertis par un bloc de conversion numérique/analogique 16. Les signaux analogiques résultants sont fournis au circuit d'amplification 11 du tube cathodique 12. Cette structure n'est donnée qu'à titre d'illustration. REVENDICATIONS 1) Procédé d'affichage d'une image ayant une fréquence de synchronisation horizontale FHi et une fréquence de synchronisation verticale FV1, visant à afficher ladite image avec une fréquence de synchronisation horizontale FH2, avec FH2 > FH1, caractérisé en ce qu'on complète ladite image en rajoutant N= (X-------lignes noires FV1 en bas de ladite image, a étant un taux de lignes d'image à afficher, et on affiche ladite image complétée avec ladite fréquence de synchronisation horizontale FH2 et ladite fréquence de synchronisation verticale FV1. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, si FH2 > 2 FHl'on duplique chacune des lignes de ladite image et on ne rajoute au bas de l'image que FH,-2FH,. a------- lignes noires. FVI i 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un moniteur à tube cathodique et en ce que la déflexion du tube cathodique est modifiée de sorte que les lignes noires de ladite image complétée n'apparaissent pas sur l'écran dudit moniteur à tube cathodique.