專利名稱：數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法
技術領域：
本發明涉及視頻信號處理，特別是模數轉換中的數字化三基色偏移量(R-OFFSET/G-OFFSET/B-OFFSET)的調整。
背景技術：
在目前國內的模擬電視視頻信號處理過程中，為便于對視頻信號做相關處理，通常需要通過模數轉換器ADC將模擬視頻信號轉換成數字量，隨后由數字信號處理器DSP對數字化的視頻信號進行所需處理，之后，再通過數模轉換器DAC將處理過的數字視頻信號轉換成模擬視頻信號。在這樣一個經過系列相關處理與轉換過程后，為了保證視頻信號最后能夠不失真的被還原，而且使之仍然處于其通道的動態范圍之內，其中模數轉換過程中R、G、B三基色偏移量OFFSET的正確設置是保證圖像顯示質量的重要一環。
此前，在數字化電視出現的初期，生產過程中，為保證做到這一點，R、G、B三基色偏移量OFFSET的調節都是借助于示波器由手工進行的，手工調節費時費力，不但很麻煩，而且是借助人的視覺來判斷，難以形成統一的標準，無法保證調試的統一性和準確性，以至于常有偏差，更嚴重的是因為沒有統一的標準，需要人工來調試電視機的，電視機的生產廠家都為此設立專門的調試生產線，多增加一個調試工序，安排專門的調試人員，增加了生產加工成本和周期，降低了生產效率，而且人為的檢測調試效率低下，成為制約電視機規模生產的一個瓶頸，電視機廠商迫切希望這一調節能夠實現自動化。

發明內容
本發明提出了一種自動調整R、G、B三基色偏移量OFFSET的方法，采用這一方法能夠自動完成視頻信號在數字化處理中R、G、B三基色偏移量OFFSET的正確設置和快速調整。
本發明的另一個目的是提供一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，該方法提高電視機生產效率，節省人力，降低生產成本。
本發明的另一個目的是提供一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，該方法可提高數字化三基色偏移量調節的準確性和一致性。
首先，本發明的思路及原理是通常所說的對三基色偏移量R/G/B/OFFSET的調節，就是在輸入一個8階灰度信號的情況下，將末級的黑電平調節至跟消隱電平一致。因為黑電平是圖像信號中最低的，所以只要黑電平調節標準了，整個視頻信號就沒有問題了。
在視頻處理通道中，模擬視頻信號經過解碼之后，一般解碼出來的是三基色信號R/G/B，有時也可能是色差信號Y/U/V，考慮到Y/U/V與R/G/B之間有如下對應關系Y分量對應于G基色，U分量對應于B基色，V分量對應于R基色。因此，其偏移量的調節原理及過程是一樣的。
眾所周知，模數轉換的輸出量的數值是可以通過調節偏移量來加以改變的。在數字化電視中，由于在模擬視頻信號通過ADC進行抽樣轉變為離散的數字信號時，因為在復合電視信號中消隱電平是最低的，所以消隱電平的Y分量總是被鉗位于低點(最低有效位0)，而U、V分量則被鉗位于中間點(例如，按8位量化時就是(0-255)/2＝128)。因為消隱電平不讓任何信號在消隱電平有效期間顯示出來，即黑屏，而圖像信號中的黑電平顯示出來也要求是黑的，所以由此就產生了偏移量R/G/B/OFFSET調節的理論依據即保證信號中黑電平的Y分量跟消隱電平的Y分量相同，而前面講過消隱電平的Y分量為零，所以將黑電平的Y分量調節至
，也就說明將G-OFFSET正確設定；依此類推，將信號中黑電平U、V分量調節到消隱電平U、V的分量值[(255-0/2)＝128]就說明將B/R-OFFSET正確設定。只要做到黑電平調節標準，就可以保證整個視頻信號最終能夠不失真的被還原出來。
基于此，本發明是這樣實現的一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于包括信號輸入步驟、存儲步驟、處理步驟和調整步驟，電視機的微處理器通過執行上述的步驟對輸出的三基色數據或色差信號的數據進行判斷，并調整三基色數據或色差信號的數據的偏移量，使其最終輸出的三基色數據或色差信號的數據與消隱電平的數據一致；輸入步驟是輸入黑電平到白電平的灰度信號，存儲步驟是將該信號的及其偏移量存儲，處理步驟和調整步驟是將上述的末級的黑電平調節至跟消隱電平一致，這樣電視機可依靠現有的硬件系統自動完成視頻信號在數字化處理中R、G、B三基色偏移量(OFFSET)的正確設置和快速調整。
具體地說，一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于包括如下步驟1、信號輸入步驟輸入一個有黑電平的測試信號，并將其轉換為數字信號；2、存儲步驟將黑電平的三基色偏移量存儲于存儲器中，以備對比判斷；3、處理步驟電視機的微處理器將黑電平的三基色的數字信號進行控制所需要的處理，并輸出三基色數據；4、調整步驟微處理器對輸出的三基色數據進行判斷，并調整所存儲的三基色偏移量，使其最終輸出的三基色數據與消隱電平的數據一致。
需要說明的是，微處理器將黑電平的三基色的數字信號進行控制所需要的處理，并不是特別的處理過程，而是現有的電視機對其信號進行運動補償、隔行變逐行等處理，屬于現有的技術內容。
所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其輸入步驟中所轉換的數字信號可以是三基色信號R/G/B，也可以是色差信號Y/U/V。
所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其存儲器分為ADC(數模轉換器)寄存器和DSP寄存器，其微處理器是數字信號處理器(DSP)，黑電平轉換后的三基色偏移量數據存儲于ADC寄存器中，微處理器(此時是數字信號處理器DSP)處理后的黑電平三基色數據存儲于DSP寄存器中，以進行對比調整。
上述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其調整步驟調整后的三基色偏移量重新存儲到ADC寄存器中，取代原有的偏移量值。
所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其轉換后的數字信號是三基色信號R/G/B時，調整步驟控制調整三基色偏移量，使得其最終輸出的三基色數據的數值等于最低有效位0。
所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其轉換后的數字信號是色差信號Y/U/V時，調整步驟控制調整色差信號的數值達到Y信號的數值等于最低有效位0，U信號的數值等于128，
V信號的數值等于128。
所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其是三基色信號R/G/B時，ADC和DSP中相關寄存器及數據具體表示如下ADC中各項數據及其寄存器黑電平三基色偏移量 黑電平三基色偏移量寄存器R-OFFSET＝XX ADC-R-OFFSETG-OFFSET＝XX ADC-G-OFFSETB-OFFSET＝XX ADC-B-OFFSETDSP中各項數據及其寄存器黑電平的三基色數據 存入的寄存器RDATA DSP-RGDATA DSP-GBDATA DSP-B上述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其調整步驟為從數字信號處理器DSP用于暫存處理后的黑電平的三基色數據的寄存器中，讀出經DSP處理后的黑電平的三基色數據，如果NDSP-RDATA≠0，NDSP-GDATA≠0，NDSP-BDATA≠0，則調整R-OFFSET＝XX，G-OFFSET＝XX，B-OFFSET＝XX并以新偏移值替代ADC中三基色偏移量寄存器中的原有值，直到NDSP-RDATA＝0，NDSP-GDATA＝0，NDSP-BDATA＝0調整結束。
所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其是色差信號Y/U/V時，其控制調整的Y/U/V數值為Y信號的數值等于最低有效位0，U信號的數值等于128(當按8位量化時，即0-255量化范圍內的中值)，V信號的數值等于128(當按8位量化時，即0-255量化范圍內的中值)；此時，ADC和DSP中相關寄存器及數據具體表示如下ADC中各項數據及其寄存器黑電平三基色偏移量 黑電平三基色偏移量寄存器
Y-OFFSET＝XX ADC-Y-OFFSETU-OFFSET＝XX ADC-U-OFFSETV-OFFSET＝XX ADC-V-OFFSETDSP中各項數據及其寄存器黑電平的色差信號數據存入的寄存器YDATA DSP-YUDATA DSP-UVDATA DSP-V。
運用本發明實現OFFSET自動調節的操作步驟非常簡單，只要輸入信號，確定調整信號，電視機的微處理器可自動完成，可以大幅度提高OFFSET的調節效率，同時還確保數字化處理過程中R/G/B三基色偏移量OFFSET的準確設置。
本發明的實施，采用電視機本身的硬件系統準確地進行數字化三基色偏移量的調整，提高了以前所采用人工調試的生產效率，節省了人力，可最大程度上減少調試的人為干預，節省調試周期、簡化了調試工序，也可大大降低生產成本，提高生產效率。


圖1為本發明調試過程的結構示意圖，圖2為本發明色差信號時Y分量電平示意圖，圖3為本發明色差信號時U/V分量電平示意圖，圖4為本發明所實施的數字化電視視頻通道方框圖，圖5為本發明所實施的三基色信號調節流程圖。
具體實施例方式
圖1所示，以輸入8階灰度信號為例，整個調整過程通過電視機的微處理器實現，實際的操作僅僅像圖1所描述那樣，對輸入的信號，按特點的快捷鍵，觸發微處理器自動檢測調整，調節完畢后在屏幕上顯示OSD字符“OK”約3秒鐘以提示用戶。
微處理器對輸入信號正常的處理包括運動補償、隔行變逐行等處理，這是每個電視機都需要作的，在此不做特別說明。
整個調整過程的依據是在數字化電視中，由于在模擬視頻信號通過ADC進行抽樣轉變為離散的數字信號時，因為在復合電視信號中消隱電平是最低的，所以消隱電平的Y分量總是被鉗位于低點(最低有效位0)，而U、V分量則被鉗位于中間點(例如，按8位量化時就是(0-255)/2＝128)。因為消隱電平不讓任何信號在消隱電平有效期間顯示出來，即黑屏，而圖像信號中的黑電平顯示出來也要求是黑的，所以保證信號中黑電平的Y分量跟消隱電平的Y分量相同，消隱電平的Y分量為零，所以將黑電平的Y分量調節至
，也就說明將G-OFFSET正確設定；因此，將信號中黑電平U、V分量調節到消隱電平U、V的分量值[(255-0/2)＝128]就說明將B/R-OFFSET正確設定。只要做到黑電平調節標準，就可以保證整個視頻信號最終能夠不失真的被還原出來。
為方便進一步理解，請看圖2、圖3。這是當輸入8階灰度信號時，通過測量數字視頻處理芯片DSP輸出的Y/U/V輸出所得到的波形。
圖2中，A/B/C/D/E/F/G/H分別代表從黑到白的8階灰度信號的Y分量電平，其中，黑電平的Y分量處于H位置，消隱電平的Y分量處于G位置(由于消隱電平跟圖像信號是反相的，所以如此)。圖3表示消隱電平的U/V分量的電平。
通過調節ADC中的G-OFFSET，來拉動圖2中DSP輸出的黑電平的Y分量H使之與消隱電平G持平；調節ADC中的B-OFFSET/R-OFFSET，使得DSP輸出的黑電平的U/V分量與處于中間點的消隱電平的U/V分量持平。這樣就可以說明R-OFFSET/G-OFFSET/B-OFFSET調節完畢。
參看圖4，這是多款電視機視頻通道中與本發明有關部分的方框圖，頗具代表性。各種類型的視頻信號經過解碼芯片TDA9321解碼之后，輸出YUV色差信號(也有其它型號的解碼芯片其輸出為RGB三基色的)，送到模數轉換芯片ADC9883轉換為數字量，然后由數字處理芯片PW1235進行運動補償、隔行變逐行等處理，該芯片除了具備數字處理功能之外，它里面還集成了DA轉換器，將數字量轉換為模擬色差信號YUV輸出(也有芯片是轉換為RGB三基色輸出的)。
為了保證視頻信號經過系列相關處理與變換之后最終能夠不失真的被還原，而且仍然處于其通道的動態范圍之內，其中模數轉換過程中R、G、B三基色偏移量OFFSET的正確設置是關鍵。
眾所周知，模數轉換的輸出量的數值是可以通過調節偏移量來加以改變的。所以需要補充說明的是在這里是一個系統而不是模數轉換單一環節，因此，偏移量設置的正確與否，要從系統的角度來審視，不能只看ADC本身的輸出，而是要結合DAC的輸出是否合適，如果不合適，就需要調節ADC中的偏移量，經過反復調節直至DAC的輸出符合要求為止。
甚至同樣的調節方法也可應用于DAC的調節過程中。
參看圖5，對三基色R/G/B信號的具體調節過程如下1)輸入一個8階灰度信號2)先選擇位于黑電平區域中的一點作為參考點，并計算其坐標值，目的是確定黑電平數據的存放地址，以便讀取。
從理論上講，第一行第一個點必定位于黑電平區域，但考慮到ADC9883轉換時采集的可靠性和倍行芯片PW1235存入其SDRAM中運算時丟棄的可能性，可以選擇第20行第10個點作為黑電平區域的參考點。由于倍行芯片SDRAM每行存取1024點，每點占用2個字節。則第20行第10個點在SDRAM中的坐標可以計算得到(1024*20+10)*2＝40980＝(00A014)hex；令參考點坐標低位寄存器為REFPCRD_L＝0X94，中位寄存器為REFPCRD_M＝0X95，高位寄存器為REFPCRD_H＝0X96。
3)讀取ADC9883中三基色偏移量R-OFFSET/G-OFFSET/B-OFFSET；為方便操作，事先約定ADC9883芯片中待調節的的三基色偏移量R-OFFSET/G-OFFSET/B-OFFSET的寄存器，分別為ADC_ROFFSET、ADC_GOFFSET、ADC_BOFFSET；初始化時將三基色偏移量的近似值置入這三個寄存器；4)讀取PW1235倍行芯片中色差信號YUV分量值；為方便操作，事先約定PW1235倍行芯片中指示YUV分量值的寄存器，分別為NDSP_YDATA、NDSP_UDATA、NDSP_VDATA。
5)判斷YDATA＝0？6)調節G-OFFSET＝XX，并將其寫入ADC_GOFFSET
7)延遲10mS8)重復4)、5)、6)、7)，直至YDATA＝09)重復3)、4)、5)、6)、7)，直至UDATA＝128，VDATA＝12810)結束調整。
調節完畢后在屏幕上顯示OSD字符“OK”約3秒鐘以提示用戶。
實際上整個的調整過程完全由軟件完成，方便、快捷，調節精度高，大大提高了生產線的生產速度，且有很高的準確度，避免了人工帶來的誤差和不準確性、不一致性。
權利要求
1.一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于包括信號輸入步驟、存儲步驟、處理步驟和調整步驟，電視機的微處理器通過執行上述的步驟對輸出的三基色數據或色差信號的數據進行判斷，并調整三基色數據或色差信號的數據的偏移量，使其最終輸出的三基色數據或色差信號的數據與消隱電平的數據一致；輸入步驟是輸入黑電平到白電平的灰度信號，存儲步驟是將該信號的及其偏移量存儲，處理步驟和調整步驟是將上述的末級的黑電平調節至跟消隱電平一致。
2一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于包括如下步驟1、信號輸入步驟輸入一個有黑電平的測試信號，并將其轉換為數字信號；2、存儲步驟將黑電平的三基色偏移量存儲于存儲器中，以備對比判斷；3、處理步驟電視機的微處理器將黑電平的三基色的數字信號進行控制所需要的處理，并輸出三基色數據；4、調整步驟微處理器對輸出的三基色數據進行判斷，并調整所存儲的三基色偏移量，使其最終輸出的三基色數據與消隱電平的數據一致。
3.如權利要求2所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于輸入步驟中所轉換的數字信號可以是三基色信號R/G/B，也可以是色差信號Y/U/V。
4.如權利要求1或2所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于存儲器分為ADC(數模轉換器)寄存器和DSP寄存器，其微處理器是數字信號處理器(DSP)，黑電平轉換后的三基色偏移量數據存儲于ADC寄存器中，微處理器(此時是數字信號處理器DSP)處理后的黑電平三基色數據存儲于DSP寄存器中，以進行對比調整。
5.如權利要求4所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于其調整步驟調整后的三基色偏移量重新存儲到ADC寄存器中，取代原有的偏移量值。
6.如權利要求1所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于其轉換后的數字信號是三基色信號R/G/B時，調整步驟控制調整三基色偏移量，使得其最終輸出的三基色數據的數值等于最低有效位0。
7.如權利要求1所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于其轉換后的數字信號是色差信號Y/U/V時，調整步驟控制調整色差信號的數值達到Y信號的數值等于最低有效位0，U信號的數值等于128，V信號的數值等于128。
8.如權利要求2或4所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于其是三基色信號R/G/B時，ADC和DSP中相關寄存器及數據具體表示如下ADC中各項數據及其寄存器黑電平三基色偏移量黑電平三基色偏移量寄存器R-OFFSET＝XX ADC-R-OFFSETG-OFFSET＝XX ADC-G-OFFSETB-OFFSET＝XX ADC-B-OFFSETDSP中各項數據及其寄存器黑電平的三基色數據存入的寄存器RDATA DSP-RGDATA DSP-GBDATA DSP-B
9.如權利要求1所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于其調整步驟為從數字信號處理器DSP用于暫存處理后的黑電平的三基色數據的寄存器中，讀出經DSP處理后的黑電平的三基色數據，如果NDSP-RDATA≠0，NDSP-GDATA≠0，NDSP-BDATA≠0，則調整R-OFFSET＝XX，G-OFFSET＝XX，B-OFFSET＝XX并以新偏移值替代ADC中三基色偏移量寄存器中的原有值，直到NDSP-RDATA＝0，NDSP-GDATA＝0，NDSP-BDATA＝0調整結束。
10.如權利要求1所述的數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于其是色差信號Y/U/V時，其控制調整的Y/U/V數值為Y信號的數值等于最低有效位0，U信號的數值等于128(當按8位量化時，即0-255量化范圍內的中值)，V信號的數值等于128(當按8位量化時，即0-255量化范圍內的中值)；此時，ADC和DSP中相關寄存器及數據具體表示如下ADC中各項數據及其寄存器黑電平三基色偏移量 黑電平三基色偏移量寄存器Y-OFFSET＝XXADC-Y-OFFSETU-OFFSET＝XXADC-U-OFFSETV-OFFSET＝XXADC-V-OFFSETDSP中各項數據及其寄存器黑電平的色差信號數據存入的寄存器YDATA DSP-YUDATA DSP-UVDATA DSP-V。
全文摘要
本發明是一種數字化視頻信號三基色偏移的自動調整方法，其特征在于包括信號輸入步驟、存儲步驟、處理步驟和調整步驟，電視機的微處理器通過執行上述的步驟對輸出的三基色數據或色差信號的數據進行判斷，并調整三基色數據或色差信號的數據的偏移量，使其最終輸出的三基色數據或色差信號的數據與消隱電平的數據一致；輸入步驟是輸入黑電平到白電平的灰度信號，存儲步驟是將該信號的及其偏移量存儲，處理步驟和調整步驟是將上述的末級的黑電平調節至跟消隱電平一致，從而利用現有電視機的硬件自動完成視頻信號在數字化處理中R、G、B三基色偏移量OFFSET的正確設置和快速調整。
文檔編號H04N9/64GK1784023SQ20041007724
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月1日 優先權日2004年12月1日
發明者陳曉春, 孫敏 申請人:Tcl王牌電子(深圳)有限公司