專利名稱：電視圖象智能控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電視機中能對電視圖象的亮度特性進行動態(tài)檢測和自動灰度動態(tài)校正的裝置。
隨著大屏幕彩電的增多，高超的畫面處理已成為產(chǎn)品必不可少的技術手段之一。在以往的電視機電路中，灰度校正的方法是在黑色電平和白色電平兩端分別設定灰度校正的臨界值。由于實際圖象是千變?nèi)f化的，因此用預先設定的臨界值，顯然不能適應圖象的變化，甚至有時還會適得其反。
本實用新型的目的是針對以往灰度校正所存在的缺點，設計一種能對電視圖象的亮度特性進行動態(tài)檢測和自動灰度動態(tài)校正的裝置。它可得到最悅目的灰度層次表現(xiàn)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的用于電視機的電視圖象智能控制裝置由單片機、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、亮度檢測和非線性擴展電路芯片、多路濾波電路組成。亮度檢測和非線性擴展電路芯片的各個亮度信號電平檢測器輸出腳分別經(jīng)濾波電路接單片機的各個模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳，單片機的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳分別接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的各個輸出腳分別接亮度檢測和非線性擴展電路芯片的各個控制信號輸入腳。
亮度檢測和非線性擴展電路芯片檢測電視圖象的亮度，并經(jīng)多路濾波電路向單片機輸出各個檢測器的檢測信號，這些信號由單片機處理后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換，再送入亮度檢測和非線性擴展電路芯片對圖象進行灰度動態(tài)校正，校正后的亮度信號用于電視亮度的控制。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細描述。


圖1是本實用新型的電路原理圖。
本實用新型由單片機U3、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2、亮度檢測和非線性擴展電路芯片U1和6路濾波電路組成。其中單片機U3是菲力浦公司的83C552，該單片機內(nèi)含中央處理單元、只讀和隨機存儲器、8路模/數(shù)轉(zhuǎn)換口和串行通訊口，以模糊邏輯控制理論為基礎設計的程序掩膜在只讀存儲器中，完成數(shù)據(jù)采集、處理和模糊邏輯控制的作用。數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2選用摩托羅拉公司的MC144110P。亮度檢測和非線性擴展電路芯片U1選用日本松下公司的AN5348K。濾波電路由電阻、電感和電容構成，電阻和電感串聯(lián)，電感的另一端與接地電容連接。
圖象亮度檢測由亮度檢測和非線性擴展電路芯片U1完成，其信號輸入腳YIN和輸出腳YOUT串接在彩色電視機原有的亮度信號線中，U1中有6個亮度信號電平檢測器S1～S4、APL和Ymin。S1～S4的作用是在整個亮度范圍(0-100IRE)內(nèi)，對所顯示的圖象亮度分布進行檢測。檢測器采用比較器電路，加在這四個比較器上的參考電壓分別為0V、0.21V、0.42V和0.63V，經(jīng)箝位后的亮度大小分別為0、30、60、90IRE(黑、較黑、較亮、亮)。當輸入信號的電平高于某一比較器的參考電壓時，該比較器就有一定的電壓輸出。這樣，從S1～S4這四個比較器的輸出，就可反映出當前輸入信號對應的亮度分布。APL和Ymin分別對亮度信號的平均電平和最小亮度電平進行檢測。上述六個檢測器的輸出信號分別經(jīng)相應的濾波電路平滑后，送單片機U3的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳51～56。
單片機U3將這六個模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后對這些數(shù)字量進行實時的計算和處理，產(chǎn)生模糊邏輯控制所需要的五種數(shù)據(jù)(S1＋S2)/(S3＋S4)黑與白的比例，它表示圖象中暗畫面部分(S1＋S2)與亮畫面部分(S3＋S4)的比例。
S1/S2黑與較黑之比，它表示圖象中接近黑色的最暗部分(S1)與較暗部分(S2)之間的比例。
S1表示接近黑色的最暗部分在圖象中的分布情況。
APL表示輸入亮度信號的平均電平。
Ymin表示亮度信號的最小電平。
根據(jù)上述五種數(shù)據(jù)，單片機以模糊邏輯控制理論進行推理計算，形成控制數(shù)據(jù)，然后分別從其數(shù)據(jù)端DATA輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路上，U2將其轉(zhuǎn)換成五種控制電壓，即白色電平擴展控制(Uw)、黑色電平擴展控制(Ub)、黑色電平伽馬校正控制(Ubr)、全圖象伽馬校正控制(Ur)和色度信號調(diào)整(Uc)。其中Uw、Ub、Ubr和Ur分別從3、5、7、12腳輸出至亮度檢測和非線性擴展電路芯片U1的控制信號輸入腳3～6，對U1中的四個灰度校正電路進行控制，控制結果從U1的信號輸出腳YOUT送出。
這四種灰度校正電路，實時地從整體和和局部上同時對畫面的灰度進行校正。通過各電路校正效果的綜合，達到圖象最佳的灰度層次顯示，這四種電路的灰度校正作用如下1.黑色電平擴展電路就全亮度圖象來說，當圖象包含一小部分黑暗部分時，則可將最暗部分增加為黑色，從而提高全圖象的對比度。
2.白色電平擴展電路就全黑度圖象信號而言，當圖象含有一小塊亮度部分時，該電路適當提高亮畫面的亮度(白色擴展)，從而提高整幅圖象的對比度。
3.黑色電平伽馬校正電路在一個大部分為黑暗的圖象上，當微暗部分超過了極暗部分，或者反之，則黑色伽馬校正加強數(shù)量大的部分，即對數(shù)量大的部分增加亮度。
4.全圖象伽馬校正電路該電路根據(jù)圖象中暗畫面部分與亮畫面部分的比例，在整個輸入圖象信號范圍內(nèi)進行適當?shù)幕叶刃Ｕ?，以提高圖象對比度。全圖象伽馬校正有兩種方式a.暗場情況，即圖象較暗，大部分為暗畫面，輸出電平較之未校正時，全場予以提升，以提高暗場亮度。同時，在顯示的圖象中，暗畫面部分占有的亮度范圍得到擴展，而亮畫面占亮度范圍比正常時相應減小。通過上述處理，可增加暗場的灰度層次，提高對比度。
b.亮場情況，即圖象較亮，大部分為亮畫面時。輸出的亮度信號與未校正的情況比較，全場都進行了衰減，以降低亮場亮度。同時，在顯示的圖象中，亮畫面占有的亮度范圍得到擴展，而暗畫面占亮度范圍比正常時相應減小，以此增加亮場的灰度層次，提高圖象的對比度，避免了亮場圖象過白過亮的現(xiàn)象。
另一個控制電壓Uc從U2的14腳輸出到電視機的彩色信號控制電路中，用于對色度信號電平作相應調(diào)整，以保證對亮度信號進行灰度校正時，重放圖象的色飽和度不會因此受不良影響，保證圖象彩色鮮艷自然。
單片機U3的使能腳ENABLE、數(shù)據(jù)腳DATA、時鐘腳CLOCK分別接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳。
本實用新型的優(yōu)點是1.能動態(tài)地檢測電視圖象的特性，動態(tài)地進行校正。在檢測電路中檢測圖象亮度的分布特性，在單片機中根據(jù)亮度分布特性，實時地進行處理，形成灰度校正控制量，對圖象進行灰度校正，得到最佳的灰度層次表現(xiàn)，這種校正能因圖象而異，能隨圖象的變化而變化。
2.具有人工智能的特性。人眼的視覺具有模糊特性和非線性特性，人眼依靠兩種具有不同敏感度的細胞適應周圍環(huán)境極寬的亮度范圍，而兩種細胞的轉(zhuǎn)換用模糊判別實現(xiàn)。本實用新型對圖象亮度特性進行模糊邏輯推理，實現(xiàn)圖象的非線性校正。這種人工智能特性把圖象調(diào)節(jié)到符合人們視覺的變化，使觀眾得到最滿意的視覺效果。
本實用新型可接入彩色電視機的電路中，也可裝上外殼而做成外接裝置。
權利要求1.用于電視機的電視圖象智能控制裝置，其特征在于它由單片機、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、亮度檢測和非線性擴展電路芯片、多路濾波電路組成，其中所述亮度檢測和非線性擴展電路芯片的各個亮度信號電平檢測器輸出腳分別經(jīng)所述濾波電路接所述單片機的各個模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳，所述單片機的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳分別接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的各個輸出腳分別接所述亮度檢測和非線性擴展電路芯片的各個控制信號輸入腳。
專利摘要用于電視機的電視圖象智能控制裝置由單片機U3、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2、亮度檢測和非線性擴展電路芯片U1、多路濾波電路組成。U1的各個亮度信號電平檢測器輸出腳分別經(jīng)濾波電路接U3的各個模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入腳，U3的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳分別接U2的使能腳、數(shù)據(jù)腳、時鐘腳，U2的各個輸出腳分別接U1的各個控制信號輸入腳。它能對電視圖象的亮度特性進行動態(tài)檢測和自動灰度動態(tài)校正，可得到最悅目的灰度層次表現(xiàn)。
文檔編號H04N5/202GK2229740SQ9521643
公開日1996年6月19日 申請日期1995年7月19日 優(yōu)先權日1995年7月19日
發(fā)明者趙世范, 雷慶文 申請人:趙世范, 雷慶文, 肖文華