Lcd顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LCD顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括PWM信號去噪模塊：用于去除輸入的PWM信號在傳輸過程中受到的干擾和尖峰毛刺；脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊：完成PWM信號去噪模塊傳送過來的PWM信號正脈沖寬度的采集，和對采集的寬度進行相應的對比度值的換算，得到對比度調(diào)節(jié)系數(shù)；視頻采集模塊：采集外部輸入的視頻信號，并采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步；對比度調(diào)節(jié)模塊：根據(jù)脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的參數(shù)，對視頻采集模塊輸入的視頻數(shù)據(jù)進行處理，改變視頻的灰度值，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)功能。本發(fā)明通過一路PWM調(diào)節(jié)顯示器對比度，采用FPGA對PWM進行采樣和視頻數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)功能。
【專利說明】LCD顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于視頻圖像處理中的圖像灰度調(diào)節(jié)方式，具體涉及一種IXD顯示器對比 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002] 對比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間的比值，比值越大代 表對比度越高，比值越小代表對比度越低。IXD顯示器所顯示圖像經(jīng)常出現(xiàn)"過亮"、"過暗" 的特殊情況，此時圖像顯示效果會變得很差。當圖像對比度得到改善時，圖像的質(zhì)量將被改 善，獲得更清晰的圖像。所以IXD顯示器要根據(jù)需要進行對比度調(diào)整。
[0003] 常規(guī)的對比度調(diào)整主要有：采用調(diào)節(jié)gamma電壓，通過調(diào)節(jié)gamma電壓值來改變白 場和黑場的亮度，達到調(diào)節(jié)對比度的目的；采用并行接口，并行傳輸適當位數(shù)的bit數(shù)據(jù)， 作為對比度調(diào)節(jié)的參數(shù)，一般采用8bit ;在特種顯示器的對比度調(diào)節(jié)方式中，以上兩種方 式都有一定的缺陷。為了實現(xiàn)模塊化設計，在特種顯示器中液晶驅(qū)動板和信號處理板一般 都是分開設計，兩者之間采用插件鉸鏈，方便維修和升級，如圖1所示。由于RGB視頻信號 的和控制信號、電源、為了減小信號干擾而插入的低信號等，這些信號在一起，總的信號線 數(shù)量是龐大的，導致液晶驅(qū)動板和信號處理板的鉸鏈插件的引腳也是一個龐大的數(shù)字。為 了減少鉸鏈插件的引腳數(shù)，增大板子的有效使用面積，就要最大限度的控制總的信號數(shù)量。 對比度調(diào)節(jié)功能是顯示器中不可缺少的一個功能，其對應的信號在插件中是不能刪除的， 所以要減少其數(shù)量。顯然采用平行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞讲贿m合，采用控制gamma電壓的方式，雖 然接口數(shù)量較少，但是由于要改變電壓，需要對ga_a芯片或者電源芯片進行控制，硬件復 雜度將會很大,而且成本也會增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種IXD顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法， 通過一路PWM調(diào)節(jié)顯示器對比度，采用FPGA對PWM進行采樣和視頻數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)對比度 調(diào)節(jié)功能。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是：一種IXD顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括PWM信號去噪模塊： 用于去除輸入的PWM信號在傳輸過程中受到的干擾和尖峰毛刺；脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成 模塊：完成PWM信號去噪模塊傳送過來的PWM信號正脈沖寬度的采集，和對采集的寬度進行 相應的對比度值的換算，得到對比度調(diào)節(jié)系數(shù)；視頻采集模塊：采集外部輸入的視頻信號， 并采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步；對比度調(diào)節(jié)模塊：根據(jù)脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入 的參數(shù)，對視頻采集模塊輸入的視頻數(shù)據(jù)進行處理，改變視頻的灰度值，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)功 能。
[0006] 一種IXD顯示器對比度調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：步驟一：PWM信號去噪模塊 接受外部輸入的PWM信號，并對PWM信號進行濾波；步驟二：脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生 成模塊首先對PWM信號去噪模塊濾波處理過的PWM信號進行脈寬采樣，得到高電平部 分對應的計數(shù)器值Twidth，然后根據(jù)得到的值Twidth查表，得出對比度調(diào)節(jié)系數(shù)Gain ;步 驟三：視頻采集模塊以外部視頻數(shù)據(jù)作為輸入，采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)異步 時鐘與數(shù)據(jù)同步；步驟四：對比度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的 參數(shù)，對視頻采集模塊輸入的視頻數(shù)據(jù)進行處理，改變視頻的灰度值，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié) 功能。所述步驟三為：采用外部像素時鐘作為異步FIFO的寫時鐘，內(nèi)部時鐘作為讀時 鐘，完成外部輸入視頻信號的采集和同步。所述步驟四為：對比度調(diào)節(jié)模塊采用公式： P / .V e I O u ?η(ιι I P/x-e//"/>? π/) *廠，對輸入的像素求處理后的像素值， 其中PixelOutput為調(diào)節(jié)后輸出像素，Pixellnput為采樣模塊輸入的原始像素，PixelMin 為輸入的一幀視頻的像素最小值，Gain為脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的對比度調(diào)節(jié) 系數(shù)。所述步驟一為：采用高頻時鐘對高電平部分進行計數(shù)，當計數(shù)器的值T h小于設置的閾 值ΤΜη時，對其進行濾除，輸出低電平信號；在傳輸有效數(shù)據(jù)的高電平期間產(chǎn)生的低電平干 擾，采取判斷兩個上升沿之間的低電平的持續(xù)時間，如果對應的計數(shù)器值!\小于閾值T lmin， 輸出高電平。
[0007] 本發(fā)明有如下積極效果：1、將對比度調(diào)節(jié)參數(shù)轉(zhuǎn)化為對應占空比的PWM波，通過 采樣PWM波脈寬，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)的目的。
[0008] 2、此種方式調(diào)節(jié)液晶顯示器對比度的控制接口簡單，只有一路PWM信號，在對外 鉸鏈接口引腳緊張的情況下使用有很大的優(yōu)勢。
[0009] 3、FPGA比起MCU的實現(xiàn)方式，PWM波采樣的精度高，實時性好。
[0010] 4、占用FPGA的邏輯資源數(shù)少，實現(xiàn)成本低。使用FPGA能夠提高采樣數(shù)據(jù)的精度 和調(diào)節(jié)的實時性，同時能將視頻處理功能和對比度調(diào)節(jié)放在一顆芯片上，能大大的減小功 耗和PCB面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】顯示器信號部分組成框圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明【具體實施方式】對比度調(diào)節(jié)功能的FPGA中的組成模塊；
[0013] 圖3為本發(fā)明【具體實施方式】PWM干擾信號及處理后效果；
[0014] 圖4為本發(fā)明【具體實施方式】視頻采集和同步處理框圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明【具體實施方式】對比度調(diào)節(jié)算法實現(xiàn)RTL圖。

【具體實施方式】
[0016] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構件 的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術 方案有更完整、準確和深入的理解。
[0017] 本發(fā)明介紹了一種IXD顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，將對比度調(diào)節(jié)參數(shù)轉(zhuǎn)化為 對應占空比的PWM波，再將此PWM波作為FPGA的輸入。FPGA通過采樣PWM波脈寬，生成對 比度調(diào)節(jié)參數(shù)，再使用此參數(shù)對輸入的RGB信號進行處理，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)的目的。此種方 式調(diào)節(jié)液晶顯示器對比度的控制接口簡單，只有一路PWM信號，在對外鉸鏈接口引腳緊張 的情況下使用有很大的優(yōu)勢；FPGA比起MCU的實現(xiàn)方式，PWM波采樣的精度高，實時性好； 占用FPGA的邏輯資源數(shù)少，實現(xiàn)成本低。
[0018] 本發(fā)明的對比度調(diào)節(jié)方式在FPGA中的實現(xiàn)的模塊組成框圖，如圖2所示。在FPGA 中主要包括PWM信號去噪模塊、脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊、視頻采集模塊和對比度調(diào) 節(jié)模塊。
[0019] PWM信號去噪模塊完成對輸入的PWM信號進行濾波的功能，去除傳輸過程中受到 的干擾和尖峰毛刺，為后一級采樣正確的脈寬做好準備，它的輸出作為脈寬采集及調(diào)節(jié)參 數(shù)生成模塊的輸入信號。
[0020] 脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊首先對PWM信號去噪模塊濾波處理過的PWM信號進 行脈寬采樣，得到高電平部分對應的計數(shù)器值，然后將得到的值T width作為事先預訂好的查 找表的輸入，得出對比度調(diào)節(jié)系數(shù)Gain。采用的查找表為預先根據(jù)PWM周期T pOTiMl值設置 好的，存儲在FPGA的ROM中。得到的對比度值作為對比度調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù)輸入。
[0021] 脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊分別完成對PWM信號正脈沖寬度的采集，以及對采 集的寬度進行相應的對比度值的換算。換算后得到對比度調(diào)節(jié)系數(shù)Gain，得到的對比度系 數(shù)作為對比度調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù)輸入。
[0022] 通過采樣輸入的PWM比信號的高電平的脈寬，來確定輸入的對比度系數(shù)。輸入的 PWM波的周期固定，也即，PWM波為100%占空比的時候，得到的對比度調(diào)節(jié)系數(shù)為最大，反 之最小。中間PWM占空比對應的對比度系數(shù)關系存儲在ROM中，通過查找表方式得到。
[0023] 視頻采集模塊完成外部輸入視頻信號的采集，以及采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步。 同步后的視頻數(shù)據(jù)作為對比度調(diào)節(jié)模塊的視頻輸入。視頻采集模塊以外部視頻數(shù)據(jù)作為輸 入，采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)異步時鐘域數(shù)據(jù)同步。實現(xiàn)方法如圖4所示。采用外 部像素時鐘作為異步FIFO的寫時鐘，內(nèi)部時鐘作為讀時鐘，完成外部輸入視頻信號的采集 和同步。同步后的視頻數(shù)據(jù)作為對比度調(diào)節(jié)模塊的視頻輸入。
[0024] 對比度調(diào)節(jié)模塊采用對比度調(diào)節(jié)算法，根據(jù)脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的 參數(shù)，對視頻采集模塊輸入的視頻數(shù)據(jù)進行處理，改變視頻的灰度值，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)功 能。并將調(diào)節(jié)后的數(shù)據(jù)輸出到IXD上顯示。
[0025] 對比度調(diào)節(jié)模塊采用公式：
[0026] PixelOutput = (PixelInput_PixelMin)*Gain+PixelMin，對輸入的像素求處理 后的像素值，其中PixelOutput為調(diào)節(jié)后輸出像素，Pixellnput為采樣模塊輸入的原始像 素，PixelMin為輸入的一幀視頻的像素最小值，Gain為脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入 的對比度調(diào)節(jié)系數(shù)。算法的FPGA的RTL圖，如圖5所示。
[0027] 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式 的限制，比如，此專利描述的對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在IXD顯示器上得到了驗證，也可以應用于其 他類型顯示器。只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或 未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之 內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種IXD顯示器對比度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于：包括 PWM信號去噪模塊：用于去除輸入的PWM信號在傳輸過程中受到的干擾和尖峰毛刺； 脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊：完成PWM信號去噪模塊傳送過來的PWM信號正脈沖寬 度的采集，和對采集的寬度進行相應的對比度值的換算，得到對比度調(diào)節(jié)系數(shù)； 視頻采集模塊：采集外部輸入的視頻信號，并采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步； 對比度調(diào)節(jié)模塊：根據(jù)脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的參數(shù)，對視頻采集模塊輸 入的視頻數(shù)據(jù)進行處理，改變視頻的灰度值，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)功能。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種IXD顯示器對比度調(diào)節(jié)方法，其特征在于：包括如下步 驟： 步驟一 ：PWM信號去噪模塊接受外部輸入的PWM信號，并對PWM信號進行濾波； 步驟二：脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊首先對PWM信號去噪模塊濾波處理過的PWM信 號進行脈寬采樣，得到高電平部分對應的計數(shù)器值Twidth，然后根據(jù)得到的值Twidth查表，得 出對比度調(diào)節(jié)系數(shù)Gain ; 步驟三：視頻采集模塊以外部視頻數(shù)據(jù)作為輸入，采用本地時鐘進行數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)異 步時鐘與數(shù)據(jù)同步； 步驟四：對比度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)脈寬采集及調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的參數(shù)，對視頻采集 模塊輸入的視頻數(shù)據(jù)進行處理，改變視頻的灰度值，實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)功能。
3. 根據(jù)權利要求2所述的LCD顯示器對比度調(diào)節(jié)方法，其特征在于：所述步驟三為：采 用外部像素時鐘作為異步FIFO的寫時鐘，內(nèi)部時鐘作為讀時鐘，完成外部輸入視頻信號的 采集和同步。
4. 根據(jù)權利要求2所述的LCD顯示器對比度調(diào)節(jié)方法，其特征在于：所述步驟四為：對 比度調(diào)節(jié)模塊采用公式： P / X e / O u ιι ? Ρ / x-e I / η ρ ιι ?) ?!? Ρ / χ ?-l Μ / η η ? 對輸入的像素求處理后的像素值，其中PixelOutpu為t調(diào)節(jié)后輸出像素，Pixellnp為 采樣模塊輸入的原始像素，PixelMin為輸入的一幀視頻的像素最小值，Gain為脈寬采集及 調(diào)節(jié)參數(shù)生成模塊輸入的對比度調(diào)節(jié)系數(shù)。
5. 根據(jù)權利要求2所述的LCD顯示器對比度調(diào)節(jié)方法，其特征在于：所述步驟一為：采 用高頻時鐘對高電平部分進行計數(shù)，當計數(shù)器的值T h小于設置的閾值ΤΜη時，對其進行濾 除，輸出低電平信號；在傳輸有效數(shù)據(jù)的高電平期間產(chǎn)生的低電平干擾，采取判斷兩個上升 沿之間的低電平的持續(xù)時間，如果對應的計數(shù)器值?\小于閾值T lmin，輸出高電平。
【文檔編號】H04N5/57GK104301642SQ201410448441
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權日:2014年9月4日
【發(fā)明者】陳文明, 王珊, 劉波, 崔杉, 丁慧林 申請人:中航華東光電有限公司