Brevet FR2838272A1 — publié le 20031010

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE CORRECTION DE ROTATION D'UN AFFICHAGE VIDÉO La présente invention concerne un procédé et un dispositif de correction de rotation d'un affichage vidéo. De façon générale, une image vidéo est affichée sur l'écran d'un terminal d'affichage en excitant des luminophores disposés sur l'écran au moyen d'un ou de plusieurs faisceaux d'électrons, émis par des canons à électrons. Dans le cas d'un écran couleur, on utilise généralement un tube cathodique à trois faisceaux d'électrons qui excitent chacun un type de luminophore émettant respectivement une lumière rouge, verte ou bleue. Les faisceaux d'électrons sont modulés en intensité par des signaux de modulation représentatifs de l'image à afficher sur l'écran. De façon générale, les faisceaux d'électrons sont focalisés en un point de l'écran et sont déviés ensemble pour balayer des lignes de l'écran. Les faisceaux d'électrons balayent les lignes de l'écran de la gauche vers la droite de l'écran, en revenant sur la gauche de l'écran après le balayage de chaque ligne. Le balayage de l'écran est réalisé depuis le bord horizontal supérieur vers le bord horizontal inférieur. Les déviations des faisceaux d'électrons sont obtenues par deux bobines de déflexion, une bobine de déflexion hori- zontale qui contrôle le balayage de chaque ligne de l'écran, et une bobine de déflexion verticale qui contrôle les déviations des faisceaux d'électrons dans la direction verticale. Les bobines de déflexion peuvent comporter certains défauts de réalisation et/ou de montage sur le terminal d'affichage. Les champs magnétiques de déviation des faisceaux d'électrons induits par les bobines de déflexion peuvent alors être tels que les lignes de l'écran balayées par les faisceaux d'électrons ne soient pas parfaitement horizontales tout en demeurant parallèles entre elles. L'image est alors affichée sur l'écran avec un angle de rotation égal à l'inclinaison des lignes balayées. Un phénomène similaire se produit lorsque le terminal d'affichage est placé dans un champ magnétique extérieur, par exemple le champ magnétique terrestre. Le champ magnétique extérieur peut perturber la déviation des faisceaux d'électrons de sorte que les lignes de l'écran balayées sont légèrement inclinées par rapport à l'horizontale tout en demeurant parallèles entre elles. L'image est alors affichée sur l'écran avec un angle de rotation égal à l'inclinaison des lignes balayées. L'angle d'inclinaison des lignes dépend de l'orientation du champ magnétique et peut varier si le terminal d'affichage est déplacé. Une solution classique à ce problème consiste à placer une bobine de correction entre les bobines de déflexion et la face arrière du tube cathodique. Le champ magnétique induit par la bobine de correction est ajusté pour que les lignes balayées de l'écran soient horizontales. En d'autres termes, le champ de correction induit par la bobine de correction fait tourner l'image affichée d'un angle de rotation de correction dont le signe et l'amplitude sont définis par la polarité et l'intensité du courant traversant la bobine de correction. Le terminal d'affichage peut comprendre des moyens de réglage de la polarité et de l'intensité du courant par l'utilisateur du terminal d'affichage pour permettre une correction du défaut de rotation une fois le terminal d'affichage mis en place. La bobine de correction et le système d'alimentation de la bobine représentent un coût non négligeable du terminal d'affichage. La présente invention vise à proposer un dispositif et un procédé d'affichage d'une image vidéo permettant de corriger une rotation indésirable de l'image affichée, due à l'inclinaison des lignes de l'écran balayées par les faisceaux d'électrons, sans ajouter de bobine de correction. Dans ce but, elle prévoit un procédé de correction de rotation de l'affichage d'une image vidéo sur un écran d'affichage par un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées d'un premier angle par rapport à une direction de référence, l'écran étant balayé par au moins un faisceau d'électrons modulé par un signal de modulation fourni par un système de modulation à partir de données vidéo numériques successives, comprenant les étapes suivantes : a) mémoriser des données vidéo numériques initiales successives associées à l'image à afficher ; et b) transmettre au système de modulation des nouvelles données vidéo numériques successives déterminées à partir des données numériques initiales successives, correspondant à l'image qui serait affichée à partir des données vidéo numériques initiales pour un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées par rapport à la direction de référence d'un second angle opposé au premier angle. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape b) comprend les étapes suivantes : d) déterminer chaque nouvelle donnée vidéo numérique à partir de données vidéo numériques initiales associées à des lignes balayées de l'écran distinctes ; et e) transmettre successivement au système de modulation, pour chaque ligne balayée de l'écran, les nouvelles données vidéo numériques associées au balayage d'une ligne de l'écran d'affichage à l'achèvement d'une temporisation après le début du balayage de la ligne. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape d) comprend la répétition des étapes consistant à extraire, parmi les données vidéo numériques initiales successives, des premier et second groupes de données vidéo numériques initiales successives comprenant un nombre déterminé de données vidéo numériques initiales successives et situés à la même position dans la suite de données vidéo numériques initiales successives associées à deux lignes balayées successives de l'écran ; et déterminer le nombre déterminé de nouvelles données vidéo numériques, chaque nouvelle donnée vidéo numérique correspondant à la pondération d'une donnée vidéo numérique initiale du premier groupe et d'une donnée vidéo numérique initiale du second groupe. Selon un mode de réalisation de l'invention, le nombre de données vidéo numériques initiales successives de chaque groupe de données vidéo numériques initiales successives est fonction du second angle. Selon un mode de réalisation de l'invention, à l'étape e), la temporisation est fonction de la ligne balayée et du second angle. La présente invention prévoit également un dispositif d'affichage d'une image vidéo sur un écran d'affichage par un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées d'un premier angle par rapport à une direction de référence, l'écran étant balayé par au moins un faisceau d'électrons modulé par un signal de modulation fourni par un système de modulation à partir de données vidéo numériques successives, comprenant un moyen de mémorisation de données vidéo numériques initiales successives ; un moyen pour fournir au système de modulation des nouvelles données vidéo numériques successives déterminées à partir des données numériques initiales successives, correspondant à l'image qui serait affichée à partir des données vidéo numériques initiales pour un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées par rapport à la direction de référence d'un second angle opposé au premier angle. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen pour fournir les nouvelles données vidéo numériques successives comprend un moyen de calcul des nouvelles données vidéo numériques à partir de données vidéo numériques initiales mémorisées dans le moyen de mémorisation et associées à des lignes balayées de l'écran distinctes ; et un moyen pour fournir successivement au système de modulation, pour chaque ligne balayée de l'écran, les nouvelles données vidéo numériques associées au balayage d'une ligne de l'écran d'affichage à l'achèvement d'une temporisation après le début du balayage de la ligne. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un moyen de réglage du second angle. Cet objet, ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon schématique, un exemple de réalisation d'un dispositif selon la présente invention fournissant des données de pixel à un système de modulation de faisceaux d'électrons ; la figure 2 représente, de façon schématique, un exemple de réseau de données de pixel reçues par le dispositif de la figure 1 ; la figure 3 représente, de façon schématique, une première étape du procédé de correction d'affichage selon l'invention ; et la figure 4 représente, de façon schématique, une seconde étape du procédé de correction selon l'invention. La présente invention consiste à modifier le contenu des données de pixel associées à l'image affichée plutôt que de corriger l'inclinaison des lignes balayées de l'écran. En d'autres termes, l'image est toujours affichée avec un angle de rotation indésirable. Toutefois, l'image affichée ne correspond plus à l'image initiale reçue par le terminal d'affichage mais à une nouvelle image déterminée à partir de l'image initiale à afficher de sorte que la nouvelle image, affichée avec une rotation angulaire, apparaisse pour un spectateur comme apparaîtrait l'image initiale avec un balayage non défectueux. La figure 1 représente, sous la forme d'un schéma par blocs, un exemple de réalisation d'un dispositif 10 selon l'invention équipant un terminal d'affichage et transmettant des signaux de commande à un système de modulation (non représenté). Le système de modulation fournit des signaux de modulation de l'intensité de faisceaux d'électrons émis par des canons à électrons et balayant un écran du terminal d'affichage. Le dispositif 10 comprend un superviseur (SUPERVISOR) 11 recevant un signal d'angle a indiquant la correction angulaire à apporter. Cet angle est égal à l'opposé de l'angle d'inclinaison des lignes balayées sur l'écran par rapport à l'horizontale. L'inclinaison des lignes balayées par rapport à l'horizontale peut être déterminée par tout type de capteur adapté qui fournit la valeur de l'angle a au superviseur 11. La valeur de l'angle a peut également être réglée par l'utilisateur du terminal d'affichage au moyen d'une commande de réglage. Le superviseur 11 reçoit un signal de synchronisation VSYNC en créneaux dont chaque front montant correspond au début du balayage de la première ligne de l'écran. Le superviseur 11 reçoit un signal de synchronisation HgyNC en créneaux dont chaque front montant correspond au début de balayage d'une ligne. Le superviseur 11 commande une mémoire (MEMORY) 12 dans laquelle sont stockées des données de pixel numériques PIX~DATA. A titre d'exemple, chaque donnée de pixel numérique PIX~DATA est représentative d'une valeur d'intensité d'une composante rouge, verte ou bleue d'un pixel de l'image à afficher. Les données de pixel PIX~DATA mémorisées dans la mémoire 12 correspondent à la totalité ou à une partie des données de pixel nécessaires pour l'affichage d'une image sur l'écran. Dans le cas où le terminal d'affichage est un poste de télévision, les données de pixel PIX~DATA sont déterminées à partir du signal d'image reçu par le poste de télévision. Le dispositif 10 comprend un premier module de correction (V~COR) 14 qui est adapté à lire dans la mémoire 12, en fonction de signaux de commande émis par le superviseur 11, des données de pixels spécifiques parmi l'ensemble des données de pixel mémorisées dans la mémoire 12. Le premier correcteur 14 détermine à partir des données de pixel spécifiques sélectionnées et de coefficients transmis par le superviseur 11 des nouvelles données de pixel numériques NEW~PIX~DATA et les stocke dans une zone mémoire. Le dispositif 10 comprend un second module de correction (H~COR) 18 qui est adapté à lire dans le premier module de correction 14 les nouvelles données de pixel numériques NEW~PIX~DATA et à transmettre les données de pixel lues à un convertisseur numérique/analogique (ADC) 19 selon une séquence déterminée à partir de coefficients transmis par le superviseur 11. Le convertisseur numérique/analogique 19 convertit les nouvelles données de pixel numériques NEW~PIX~DATA en signaux analogiques PIX. Les signaux analogiques PIX sont ensuite transmis au système de modulation qui détermine, à partir de ceux-ci, les signaux de modulation de l'intensité des faisceaux d'électrons. Les étapes du procédé de correction d'affichage selon l'invention vont maintenant être décrites en détails. La figure 2 représente un réseau 20 de points Pi,j, i variant de 0 à N, et j variant de 0 à M, où N et M représentent respectivement le nombre de lignes et de colonnes du réseau 20. Un point Pi,jdu réseau 20 représente une donnée de pixel, plus précisément la donnée nécessaire permettant de produire un signal de modulation pour l'affichage d'une composante de couleur d'un pixel sur l'écran. Il existe un réseau similaire à celui de la f igure 2 pour chaque composante de couleur. Par la suite, on ne considèrera que des données de pixel d'une même composante de couleur. Chaque ligne du réseau 20 correspond à une ligne de l'image à afficher lors du balayage d'une ligne de l'écran par les faisceaux d'électrons. Dans l'exemple de la figure 2, le réseau 20 comprend des données de pixel pour l'affichage de cinq lignes, avec sept pixels par ligne. A titre de comparaison, un écran comprend généralement plus de 300 lignes et plus de 700 pixels par ligne, seule la moitié des lignes de l'écran étant généralement balayée à la fois lors d'un balayage de l'écran. On appelle (H,V) un repère orthonormé dont les axes sont parallèles, respectivement, aux lignes et aux colonnes du réseau 20 et centré au milieu de l'écran. Dans ce repère, un point Pi,j a les coordonnées Pi,j(H~Pi,j ; V~Pi,j). Par la suite, on considérera que les lignes et les colonnes du réseau 20 sont séparées d'une unité dans le repère (H,V). La figure 3 représente un réseau 24 de carrés Qk,l, k variant de 0 à R, et 1 variant de 0 à N, où R et N représentent respectivement le nombre de lignes et de colonnes du réseau 24. Le réseau 24 a le même nombre N de colonnes que le réseau 20 et a un nombre R de lignes plus élevé. Le réseau 24 symbolise, de façon très schématique, le réseau de nouvelles données de pixels NEW~PIX~DATA produit par le premier correcteur 14. Un carré Qk,l du réseau 24 a dans le repère (H,V) les coordonnées Qk,l (H~Qk,l ; V~Qk,l). En figure 3, un réseau 28 de points P'i,j est représenté superposé au réseau 24 de carrés Qk,l. Le réseau 28 de points P'i,j représente la déformation théorique que l'on souhaite appliquer au réseau 20 de la figure 2. Cette déformation théorique consiste à translater chaque colonne j du réseau 20 selon la direction V d'une distance différente pour chaque colonne de façon que chaque ligne du réseau 20 apparaisse inclinée d'un angle a, exprimé en radian, par rapport à la direction H. La droite 30 en pointillés représente la direction souhaitée d'une ligne du réseau 28. Le superviseur 11 détermine les nouvelles coordonnées théoriques des points P'i,j du réseau 28 à partir des coordonnées des points Pi,j correspondants du réseau 20. Les coordonnées d'un point P'i,j du réseau 28 transformé du point Psi du réseau 20 sont Pli@j(H P-1- - V Pij+H Pir*a) pour de faibles angles a. Pour chaque point P'i,j, le superviseur 11 détermine les p oint QSUPk+L,j et QINFk,j de la même colonne j de part et d'autres du point P'i,j, ou, si tel est le cas, le point Qk,j superposé au point P'i,j. Les coordonnées des points QSUP et QINF sont : QSUPk+l,j(H Pi,j V~Pi, j+Ent (H~Pi,j*ex) +1) QINFk,j(H-Pi,j ; vp. - l, 'Ent (H Pj~ j *a) ) où Ent(H~Pi,j*sin[alpha]) est égal à la partie entière de H~Pi,j*sin[alpha]. Le superviseur 11 commande le premier correcteur 14 de façon à attribuer à la donnée de pixel représentée par le carré QSUPk+l,j (respectivement QINFk,j) une valeur qui correspond à une pondération de la valeur de la donnée de pixel représentée par le point P'i,jen fonction de la distance séparant le carré P'i,j du point QSUPk+1,j (respectivement QINFk,j). Cette opération est répétée pour tous les points P'i,j de façon à obtenir le réseau 24 de nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA. La valeur d' une nouvelle donnée de pixel NEW~PIX~DATA est ainsi égale à une somme pondérée de valeurs de deux données de pixel initiales PIXJDATA, ou égale à la valeur (éventuellement pondérée) d'une donnée de pixel initiale PIX~DATA, ou égale à une valeur correspondant à une intensité nulle de composante de couleur de pixel. Toutes les nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA du réseau 24 peuvent ne pas être calculées pour réduire l'espace mémoire occupé par les nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA. En pratique, le premier correcteur 14 peut sélectionner dans la mémoire 12 des groupes de données de pixel PIX~DATA qui correspondent à plusieurs ensembles de points P'i,j de lignes différentes, chaque ensemble contenant pour chaque ligne des points de mêmes colonnes successives. Le premier correcteur 14 calcule alors les valeurs des nouvelles données de pixels NEW~PIX~DATA qui sont associées aux ensembles de points P'i, j. Le second correcteur 18 lit dans le premier correcteur 14 chaque ligne de nouvelles données de pixels NEW~PIX~DATA. A réception d'un front montant du signal de synchronisation VSYNC, le superviseur 11 transmet au second correcteur 18 des valeurs de temporisation #Tk associées à chaque ligne k du réseau 28 et qui sont fonction de l'angle a. La temporisation théorique #Ti,j associée au point P'i,jest donnée par la formule suivante : où THutile est la durée de la partie visible d'une ligne sur l'écran, (H~Pi,j)MAX est l'ordonnée maximale des points Pi,j. La temporisation #Tk associée à chaque ligne k du réseau 24 peut être obtenue en interpolant les temporisations #Ti,jà j fixé. A chaque front montant du signal de synchronisation HSYNC, le second correcteur 18 attend l'achèvement de la temporisation #Tk avant de débuter la transmission au convertisseur 19 des nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA de la ligne k. La figure 4 représente un réseau 32 de points 34 symbolisant la répartition de pixels sur l'écran d'affichage à partir des nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA transmises au système de modulation selon le procédé de l'invention dans le cas où le balayage de l'écran ne comporterait pas de défaut de rotation. Pour un spectateur, l'image affichée sur l'écran correspondrait alors sensiblement à l'image initiale qui aurait subie une rotation d'angle a. Comme le balayage de l'écran fait subir aux images affichées une rotation d'angle opposé à l'angle a, l'image affichée sur l'écran, correspondant aux nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA, apparaît en fait pour le spectateur de manière similaire à l'image initiale correspondant aux données de pixel PIX~DATA en l'absence de rotation. La présente invention présente de nombreux avantages. Premièrement, la présente invention permet d'éviter l'ajout d'un système de compensation du type à bobine. Elle permet ainsi de réduire le coût de fabrication du terminal d'affichage. Deuxièmement, la présente invention permet de corriger avec précision la déformation de l'image affichée puisque lors de la construction du réseau 24 de nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA à partir du réseau 20 de données de pixel initiales PIX~DATA, une translation quelconque peut être attribuée à chaque colonne j du réseau 20. De plus, lors de la transmission des nouvelles données de pixel NEW~PIX~DATA au convertisseur 19, une temporisation quelconque peut être attribuée à chaque ligne transmise. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la présente invention peut s'appliquer à des terminaux d'affichage du type moniteur d'ordinateur, écran de distributeur de billets, etc. REVENDICATIONS 1. Procédé de correction de rotation de l'affichage d'une image vidéo sur un écran d'affichage par un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées d'un premier angle par rapport à une direction de référence, l'écran étant balayé par au moins un faisceau d'électrons modulé par un signal de modulation fourni par un système de modulation à partir de données vidéo numériques successives, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) mémoriser des données vidéo numériques initiales successives (PIX~DATA) associées à l'image à afficher ; et b) transmettre au système de modulation des nouvelles données vidéo numériques successives (NEW~PIX~DATA) déterminées à partir des données numériques initiales successives (PIX DATA), correspondant à l'image qui serait affichée à partir des données vidéo numériques initiales pour un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées par rapport à la direction de référence d'un second angle (a) opposé au premier angle. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape b) comprend les étapes suivantes : d) déterminer chaque nouvelle donnée vidéo numérique (NEW~PIX~DATA) à partir de données vidéo numériques initiales (PIX~DATA) associées à des lignes balayées de l'écran distinctes ; et e) transmettre successivement au système de modulation, pour chaque ligne balayée de l'écran, les nouvelles données vidéo numériques associées au balayage d'une ligne de l'écran d'affichage à l'achèvement d'une temporisation (#Tk) après le début du balayage de la ligne. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape d) comprend la répétition des étapes suivantes : - extraire, parmi les données vidéo numériques initiales successives (PIX~DATA), des premier et second groupes de données vidéo numériques initiales successives comprenant un nombre déterminé de données vidéo numériques initiales succes- sives et situés à la même position dans la suite de données vidéo numériques initiales successives associées à deux lignes balayées successives de l'écran ; et - déterminer le nombre déterminé de nouvelles données vidéo numériques (NEW~PIX~DATA) , chaque nouvelle donnée vidéo numérique correspondant à la pondération d'une donnée vidéo numérique initiale du premier groupe et d'une donnée vidéo numérique initiale du second groupe. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le nombre de données vidéo numériques initiales successives (PIX~DATA) de chaque groupe de données vidéo numériques initiales successives est fonction du second angle (a). 5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel à l'étape e) la temporisation (AT) est fonction de la ligne balayée et du second angle (a). 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque donnée vidéo numérique (PIX~DATA) correspond à une intensité d'une composante de couleur d'un pixel à afficher sur l'écran d'affichage. 7. Dispositif (10) d'affichage d'une image vidéo sur un écran d'affichage par un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées d'un premier angle par rapport à une direction de référence, l'écran étant balayé par au moins un faisceau d'électrons modulé par un signal de modulation fourni par un système de modulation à partir de données vidéo numériques successives, caractérisé en ce qu'il comprend : - un moyen de mémorisation (12) de données vidéo numériques initiales successives (PIX~DATA) ; - un moyen (14,18) pour fournir au système de modulation des nouvelles données vidéo numériques successives (NEW~PIX~DATA) déterminées à partir des données numériques initiales successives (PIX~DATA), correspondant à l'image qui serait affichée à partir des données vidéo numériques initiales pour un balayage de l'écran d'affichage selon des lignes inclinées par rapport à la direction de référence d'un second angle (a) opposé au premier angle. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le moyen pour fournir les nouvelles données vidéo numériques successives (NEW~PIX~DATA) comprend : - un moyen (14) de calcul des nouvelles données vidéo numériques (NEW~PIX~DATA) à partir de données vidéo numériques initiales (PIX~DATA) mémorisées dans le moyen de mémorisation (12) et associées à des lignes balayées de l'écran distinctes ; et - un moyen (18) pour fournir successivement au système de modulation, pour chaque ligne balayée de l'écran, les nouvelles données vidéo numériques associées au balayage d'une ligne de l'écran d'affichage à l'achèvement d'une temporisation (#Tk) après le début du balayage de la ligne. 9. Dispositif selon la revendication 7, comprenant en outre un moyen de réglage du second angle (a).