视频信号生成与捕获 本发明涉及视频信号生成与捕获，并且具体涉及视频图像信号的生成以便由图像捕获装置捕获。
在许多情况中希望能从显示器或从代表图象的信号中捕获视频图像以便在图像处理、显示或图像打印应用中进行使用。
对于符合VGA标准的视频信号，信号由三个彩色信号，即红、绿与蓝构成，它包含视频图像和两个同步信号，即HSync与VSync。该彩色信号是模拟的和时间连续的，并且代表每个显示时刻的每个彩色的强度。该同步信号同步其上面将再现信号的显示器，以使图像的垂直与水平校准对于所提供的数据来说是正确的。利用这样的信号，检测VSync与HSync信号来确定每帧或一帧的每行何时开始是比较简单的。然而，检测有关特定列中像素的数据并不是一项简单的任务，这是因为要求昂贵的计时与基准电路来从紧前面的HSync信号计数到所要求的列，这使用于从所选的像素中捕获图像的图像捕获装置即昂贵又不特别准确。
本发明涉及提供用于视频图像信号生成的一种设备，此视频图像信号易于由图像捕获装置捕获，而无需要求高速计时与处理电路的图像捕获装置。
根据本发明，提供用于输出VGA视频信号的一种设备，此设备包括：
用于在三个VGA模拟彩色信号中至少一个信号上加上时钟信号地装置。
该时钟信号可以以代表每个像素或每隔一个像素的速率进行转换，并且时钟信号可以具有固定的或可以根据一个或两个彩色信号的电平变化速率而改变的延迟，此时钟信号可以使用对此彩色信号所加的整个电压范围或者可选择地只使用该电压范围的一部分，使其余部分继续用于传送彩色数据，这一部分的比例可以在25-75％的范围中。
可以在两个彩色信号上加上计时信号以改善计时准确性。
本发明也提供一种符合VGA标准的视频信号，其中三个VGA模拟彩色信号中至少一个信号具有在它上面所加上的计时信号。
本发明还提供一种生成VGA视频信号的一种方法，此方法包括以下步骤：
接收符合VGA标准的视频信号；
在这三个VGA模拟彩色信号中至少一个信号上加上时钟信号；和
输出具有所加时钟信号的视频信号。
由于本发明生成其中在代表图像数据的信号部分中呈现时钟信号的视频信号，所以无需图像捕获电路来生成其自己的时钟信号，以便计算有关要捕获的像素的数据位于何处，这就减少了图像监视电路的费用并改善了图像捕获的准确性。
本发明还提供一种图像捕获设备，用于从上述类型的视频信号中捕获图像，此图像捕获设备包括：比较器，用于将视频信号内的计时信号与门限值比较；计数器，用于对来自接收的HSync信号的信号计数时钟转变数量；和用于捕获视频信号内的至少一个彩色信号的至少一个像素的值的装置。
此图像捕获设备可以将视频信号内计时信号与多个门限值比较。
此图像捕获设备可以包括用于通过采用基准彩色信号来确定一个或多个门限值的装置。
此图像捕获设备可具有用于将彩色信号像素值与另一门限值比较的装置。
此图像捕获设备可以与打印捕获的图像的设备一起使用。
现在将结合附图描述本发明的一个示例，其中：
图1是用于解释本发明的第一示例的转换图；
图2是表示本发明的第二示例的转换图；
图3是表示本发明的第三示例的转换图；
图4是根据本发明的图像捕获设备的方框图；
图5是根据本发明的第二图像捕获设备的方框图；
图6是表示图5的示例操作的转换图；和
图7a与7b是表示能在图5与6的示例中采用的门限确定的图。
参见图1，表示根据本发明生成的第一示例视频信号的彩色与HSync成分。如能从图1中所看到的，绿(G)与蓝(B)彩色信号是标准的VGA类型的信号，即是模拟的和时间连续的，如同代表行开始的HSync信号一样。然而，在红信号上已加上计时信号，此计时信号在高与低之间以这样一种速率转换状态，使得每次转换代表像素在行中的位置。希望检测蓝与绿色信号值之一或二者的图像捕获电路能通过利用比较器与计数器定位它希望抽样的感兴趣的像素的确切位置来这样做。
本领域技术人员将容易认识到：这个安排不要求图像捕获设备具有内部时钟，所要求的仅是比较器与计数器，尽管它仍然要求相对高效率与高捕获速度的比较器。为了减少对任一图像捕获设备的要求，计时信号可以每隔一个像素进行转换(图2)。这可以表示在视频信号中仅提供给定宽度的一半的图像数据，但在时钟转换之间提供能捕获数据的更长的时间期间并通过给图像数据信号加上90°异相的时钟信号来允许时钟转换出现在图像脉冲的中心。
能减少任一捕获设备要求的另一种方法是将计时信号延迟预定的量，这将保证：一旦检测到合适的时钟信号转换，捕获电路具有足够的时间来捕获图像数据。然而，固定的延迟设备仅对有限范围的像素速率才可靠地操作。为了克服这个问题，可以将延迟时间改变有关一个或两个剩余的模拟彩色信号的变化速率的量来保证准确的数据捕获。
如技术人员所意识到的，一个彩色信号分配用作计时信号表示：将由再现根据本发明的信号的显示器生成单色的或减少的彩色范围的图像。图3表示根据本发明的信号，其中全彩色是可能的，但仍提供计时信号。而且，已在红色信号上加上计时信号，但只有一半的可用电压范围用于此信号，而其余一半分配给标准模拟信号。
模数变换器能由图像捕获电路用于在捕获期间分开时钟与信号。显示器将显示看起来基本上正确的图像，除了相邻线路上亮度有所增加之外，这样的安排可与图2的安排一起使用来减少对任一图像捕获电路的要求，也能使用上述的一个延迟安排。虽然在图3的示例中使用可允许的电压范围的一半，但能使用此范围的不同部分(例如，25％)获得较高的时钟稳定性，这将损害信噪比，但提供两个法定范围，即0-25％与75-100％，从而增加时钟信号转换的突变性和进一步减少捕获设备要求。
图4表示根据本发明用于从信号中捕获图像数据的图像捕获设备，时钟信号通过将它与门限设置设备2提供的门限值进行比较的比较器。在此示例中，门限设置设备2是数模变换器，从控制装置(未示出)中接收数字形式的门限值并输出模拟的等效值。此比较除去信号上的噪声和/或任何图像数据。
比较器1的输出随后馈送给在此示例中是模数变换器的数据检索设备4的时钟输入端。此数据检索设备4接收一个或多个彩色信号，并将时钟输入用作基准来输出对应每个像素的数据。将意识到，此图像捕获设备易于适用于处理上述的所有信号格式。
图5表示根据本发明的用于从信号中捕获图像数据的第二示例的第二图像捕获设备，此示例再次采用耦合到图像信号输入G的锁存器4。然而，这次采用两个比较器1，5来控制此锁存器输出并在图像信号输入线路上提供另一个比较器。在此示例中，每个比较器具有不同的比较器门限，这样的安排的益处在于：对于差质量接收的信号，诸如有严重噪声或受线路阻抗影响的信号仍能接收到。图6表示采用两个门限P与M生成能用于从锁存器4中提供信号时钟输出信号的两个时钟信号的方法。在此示例中，对图像信号G进行另一个门限比较，以补偿噪声与线路阻抗的影响。如能从图6中看到的，这个特别的方案在每个数据点使用一个像素，但这不是必要的。将认识到：这样的安排依赖于要捕获的图像信号数据经受与计时信号R类似的影响的假设，而通常是这种情况。
图7表示如何能在其采用之前计算在上面示例中采用的任何一个门限。为此，对图像信号G与初始门限设置提供一种公知的测试模式。仅查看奇或偶数像素，升高此门限，直至记录最小的捕获差错，并且此设置点确定为门限点。如果要确定第二门限，诸如图5示例中的门限M，则改变此门限，直至再次记录最小的捕获差错。
如果要采用图像信号数据的门限并且最小的差错不在可接受的范围内，则调整此图像信号数据，并且对于其他的门限重复此过程。