CN1326404C

CN1326404C - 自动色温调整方法及装置

Info

Publication number: CN1326404C
Application number: CNB2004100218864A
Authority: CN
Inventors: 孙立新; 蔡锋
Original assignee: Sichuan Changhong Electric Co Ltd
Current assignee: Sichuan Changhong Electric Co Ltd
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: CN1561115A

Abstract

自动色温调整方法及装置，涉及电子技术，特别涉及模拟视频信号的数字化处理技术。本发明根据A/D变换后的输出信号数值，反馈至A/D变换前的输入信号，调节其输入。本发明的有益效果是，实现了在液晶屏参数一致的前提下，使每一台液晶显示器得到相同的亮度——色温特性，在生产过程中不需要对A/D变换器的OFFSET和GAIN进行调试。本发明能显著提高显示画面质量、保证批量产品色温一致性的、同时提高生产效率。

Description

自动色温调整方法及装置

技术领域

本发明涉及电子技术，特别涉及模拟视频信号的数字化处理技术。

背景技术

显示器，特别是液晶显示器电路一般由CPU、A/D变换器和显示格式变换器组成。在CPU的控制和管理下，它首先将PC显示适配器输出的模拟R、G、B信号进行A/D变换，然后再进行数字平面显示格式变换处理后，将信号送到液晶屏幕上显示出来。

由于A/D变换器性能具有离散性，以及不同的PC显示适配器输出的模拟R、G、B信号幅度的不一致性，会导致更换不同的液晶显示器或PC信号源时，液晶显示器的亮度——色温特性发生变化，需要进行自动色温调整以保证显示效果。

而一些液晶显示器芯片供应商，比如美国PIXELWORKS公司在其PW13X系列液晶显示器专用集成电路的相关规范和技术文件中，并没有关于自动色温调整功能的描述。

实际测试的结果表明：

1、对同一显示信号，不同的PC显示适配器具有不一致的输出幅度；

2、不同的A/D变换器可能具有不同的数字图像信号零点和满度。

因此，对不具有自动色温调整功能的液晶显示器而言，在配接不同的电脑主机(显示适配器)时：1)由于显示适配器输出的模拟信号幅度不一致，A/D变换器输出的数字图象信号也将随之变化，导致液晶显示器的亮度——色温特性发生变化；2)由于A/D变换器性能的离散性，在生产过程中需要对每一块A/D变换器的偏移(OFFSET)和增益(GAIN)进行调试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为无自动色温调整功能的显示器，特别是液晶显示器提供一种自动色温调整的通用实现方法。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是，提供一种自动色温调整方法，根据A/D变换后的输出信号数值，反馈至A/D变换前的输入信号，调节其输入。

所述信号包括R、G、B三个通道的信号。本发明根据A/D变换输出的R、G、B信号的最大值和最小值，调节输入信号的OFFSET和GAIN，使各路信号最大值为最大标准，最小值为最小标准。包括一下步骤：

1)将A/D变换器R、G、B通道的增益设置到固定值；

2)调节R、G、B通道的偏移，直到R、G、B的一组寄存器的值都刚好等于其标准；

3)调节R、G、B通道的增益，直到R、G、B的另一组寄存器的值都刚好等于其标准；

4)将调节后的R、G、B通道的增益值、偏移值写入EEPROM。

R、G、B寄存器分为两组，分别是R、G、B的3个最小值寄存器以及R、G、B的3个最大值寄存器；

最小值寄存器的值的标准为，模拟R、G、B经A/D变换为数字R、G、B的黑电平值的最小标准；

最大值寄存器的值的标准为，模拟R、G、B经A/D变换为数字R、G、B的白电平值的最大标准。

所述数字R、G、B的最大标准为FFH，数字R、G、B的最小标准为00H。

步骤2)的具体步骤为：

a)将A/D变换器R、G、B通道的偏移设置到最小值；

b)分别逐步增加R、G、B通道偏移值，同时监测3个最小值寄存器值，到某一个寄存器值刚好等于00H则不再增加对应的偏移；继续增加另外的偏移值，直到3个寄存器值都刚好等于00H。

步骤3)的具体步骤为：

c)将A/D变换器R、G、B通道的增益设置到最大值FFH；

d)分别逐步减小R、G、B通道增益值，同时监测3个最大值寄存器值，到某一个寄存器值刚好等于FF则不再减小对应的增益；继续减小另外的增益值，直到3个寄存器值都刚好等于FFH。

本发明采用步进式或收敛式增加或减少偏移和增益。所述固定值为中间值。

本发明采用步进式或收敛式增加或减少偏移和增益。

本发明还提供一种自动色温调整装置，包括一个CPU、放大器、A/D变换器以及6个寄存器，模拟信号经过放大器输入A/D变换器，A/D变换器的输出经CPU反馈至放大器；所述6个寄存器分别记录R、G、B通道的最大值和最小值，所述CPU根据所述6个寄存器内的数值，调节A/D输入信号的增益和偏移量，直至各通道信号最大值为最大标准，最小值为最小标准。所述最大标准为FFH，所述最小标准为00H。

所述6个寄存器分别记录R、G、B通道的最大值寄存器和最小值寄存器；

所述放大器用于调节R、G、B通道的偏移与增益；

所述CPU根据所述6个寄存器内的数值，调节放大器。

所述放大器为可调增益放大器。

本发明的有益效果是，实现了在液晶屏参数一致的前提下，使每一台液晶显示器得到相同的亮度——色温特性，在生产过程中不需要对A/D变换器的OFFSET和GAIN进行调试。未采用本发明的液晶显示器，PC显示适配器输出信号幅度的不一致性以及A/D变换器性能的离散性，会一起反映在A/D变换器输出的图像信号数据上，并最终反映到前述技术方案所提及的6个寄存器中，而本发明则是根据6个寄存器的数据值进行自动调整的，因而这两个问题一并得到了解决。本发明能显著提高显示画面质量、保证批量产品色温一致性的、同时提高生产效率。

附图说明

图1是本发明方法流程图。

图2是本发明装置示意图。

具体实施方式

液晶显示器在正常接收和处理来自PC的模拟信号时，A/D变换器实时输出3×8位(R、G、B)数字图像信号。在格式变换集成电路内部G PORT有3个8位最大值寄存器和3个8位最小值寄存器，分别记录前一帧图像中R、G、B数据的最大值和最小值，即图象中的白色电平值和黑色电平值。理想状态下，这两个值应该正好是FFH和00H，在实际应用根据实际测试结果表明，这两个值是偏离FFH和00H的，而系统也并不掌握来自PC显示适配器的模拟R、G、B的不一致程度以及A/D变换器的离散程度，所以采用其他的外部补偿方法缺乏依据、难于实施。由于黑色信号可以通过行逆程获得，因此当我们确知一帧图象中有白色信号时，系统只要将这两个偏离的值调回理想值，自然就实现了对整个信号输入、输出特性的校准。具体的说，系统控制软件依据这6个寄存器的数据，对A/D变换器前端的OFFSET和GAIN进行调整和设定，以改变A/D变换器前端信号OFFSET和GAIN，使得加到A/D变换器入口的信号起点和幅度发生变化，这样A/D变换器的输出也发生变化，寄存器的数据随之发生变化；然后再根据这些寄存器数据的变化，继续调整A/D变换器前端的OFFSET和GAIN，直到最小值寄存器刚好为00H或一个接近为00H的值；最大值寄存器刚好为16进制数FFH或接近FFH，从而实现自动色温调整的目的。调整的方法可采用步进式(步长固定)或收敛式(步长由大到小)两种方式。

作为本发明具体实施方式，以美国PIXELWORKS的PW13X系列液晶显示器电路平台为例，具体描述本发明的实施，参见图1和图2。

在PW13X系列集成电路平台构成的液晶显示器正常工作时，其内置的A/D变换器首先将来自PC的模拟信号R、G、B变换成3×8位实时数字信号，在完成一帧图像数据的A/D变换后，将R、G、B的最大值和最小值写入如下6个G PORT寄存器中：

G PORT 寄存器基地址Base Address＝Byte 40h

红色最小值寄存器偏移地址REDMIN(7:0)Byte offset 0E

红色最大值寄存器偏移地址REDMAX(7:0)Byte offset 0F

绿色最小值寄存器偏移地址GRNMIN(7:0)Byte offset 10

绿色最大值寄存器偏移地址GRNMAX(7:0)Byte offset 11

蓝色最小值寄存器偏移地址BLUMIN(7:0)Byte offset 12

蓝色最大值寄存器偏移地址BLUMAX(7:0)Byte offset 13

其中3个最小值寄存器的值对应图像中的黑色或逆程部分，3个最大值寄存器对应图象中的白色即亮度最高的部分，由于不同的PC显示适配器具有不一致的输出幅度、不同的PW13X系列集成电路的A/D变换器具有不同的数字图像信号零点和满度这两个原因，导致最小值寄存器不一定刚好为00H、最大值寄存器不一定刚好为FFH，此时按本发明方法进行调整，这些调整均通过系统控制软件来实现：

1)将A/D变换器R、G、B通道的GAIN设置到中间值80H；

2)将A/D变换器R、G、B通道的OFFSET设置到最小值00H；

3)分别逐步增加R、G、B通道OFFSET值，同时监测3个最小值寄存器，到某一个寄存器值刚好等于0则不再增加对应的OFFSET；继续增加另外的OFFSET值，直到3个寄存器值都刚好等于00H；

4)A/D变换器R、G、B通道的GAIN设置到最大值FFH；

5)分别逐步减小R、G、B通道GAIN值，同时监测3个最大值寄存器，到某一个寄存器值刚好等于FFH则不再减小对应的GAIN；继续减小另外的GAIN值，直到3个寄存器值都刚好等于FFH；

6)自动色温调整完成，将6个调整数据值写入EEPROM供下次开机时使用。

上述步骤5)中，如果A/D变换器的输出超过最高值，则限幅到FFH，此时最大值寄存器的值也是FFH，所以具体在调整GAIN时，先是减小GAIN使得最大值寄存器的值从FFH开始变化(减小)，然后微调GAIN使得A/D输出正好为FFH时止。

上述增加或者减少的算法可以采用步进式，即步长为1的递增或递减；也可以采取收敛式，即步长由大到小。

采取收敛式调整的实施例如下：(以美国PIXELWORKS的PW13X为例)

1.将A/D变换器R、G、B通道的GAIN设置到中间值80H；

2.将A/D变换器R、G、B通道的OFFSET设置到最小值00H；

3.分别将R、G、B通道OFFSET值设为40H，同时监测3个最小值寄存器，如果寄存器值大于00H，再将R、G、B通道OFFSET值增加前述设定值增量绝对值的一半即设为60H；如果寄存器值等于00H，则再将R、G、B通道OFFSET值减小前述设定值增量绝对值的一半即20H，同时监测3个最小值寄存器，重复以上步骤(设定值增减的步长依次为20H、10H、8H、4H、2H、1H)，直到寄存器值刚好等于00H；

4.A/D变换器R、G、B通道的GAIN设置到最大值FFH；

5.分别将R、G、B通道GAIN值设为80H，同时监测3个最大值寄存器，如果寄存器值小于FFH，再将R、G、B通道GAIN值增加前述设定值增量绝对值的一半即设为60H；如果寄存器值等于FFH，则再将R、G、B通道GAIN值减小前述设定值增量绝对值的一半即40H，同时监测3个最大值寄存器，重复以上步骤(设定值增减的步长依次为40H、20H、10H、8H、4H、2H、1H)，直到寄存器值刚好等于FFH；自动色温调整完成；

6)将6个调整数据值写入EEPROM供下次开机时使用。

本发明装置的实施方式参见图2。本实施例包括一个CPU、放大器、A/D变换器以及6个寄存器，模拟信号经过放大器输入A/D变换器，A/D变换器的输出反馈至放大器；所述6个寄存器分别记录R、G、B通道的最大值和最小值，所述CPU根据所述6个寄存器内的数值，调节A/D转换器输入信号的增益和/或偏移量，直至各通道信号最大值为最大标准，最小值为最小标准。本实施例所述最大标准为FFH，即亮度最高的白色，表示所述最小标准为00H，即亮度最低的黑色。所述放大器为可调增益放大器。

本发明所述的“最大标准”与“最小标准”乃是针对最终显示效果而言，对于8位存储器，理想的最大标准是FF，最小标准是00。对于趋近于FFH或者00H的数值，虽然其数值并非00H与FFH，但其依然基于本发明思路，显示效果与本发明相同，亦属于本发明范围。同理，对于基于本发明思路但采用其他位数的存储器，例如，16位存储器，最大标准为FFFFH，最小标准为0000H，亦处于本发明权利范围。

Claims

1、自动色温调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将A/D变换器R、G、B通道的增益设置到固定值；

4)将调节后的R、G、B通道的增益值、偏移值写入EEPROM。

2、如权利要求1所述的自动色温调整方法，其特征在于，所述数字R、G、B的最大标准为FFH，数字R、G、B的最小标准为00H。

3、如权利要求2所述的自动色温调整方法，其特征在于，步骤

2)的具体步骤为：

a)将A/D变换器R、G、B通道的偏移设置到最小值；

4、如权利要求3所述的自动色温调整方法，其特征在于，采用步进式或收敛式增加偏移。

5、如权利要求2所述的自动色温调整方法，其特征在于，步骤

3)的具体步骤为：

c)将A/D变换器R、G、B通道的增益设置到最大值FFH；

6、如权利要求5所述的自动色温调整方法，具特征在于，采用步进式或收敛式减少增益。

7、如权利要求1至6任意一项所述的自动色温调整方法，其特征在于，所述固定值为中间值。

8、自动色温调整装置，其特征在于，包括一个CPU、放大器、A/D变换器以及6个寄存器，模拟信号经过放大器输入A/D变换器，A/D变换器的输出经CPU反馈至放大器；

所述放大器用于调节R、G、B通道的偏移与增益；

所述CPU根据所述6个寄存器内的数值，调节放大器。

9、如权利要求8所述的自动色温调整装置，其特征在于，所述放大器为可调增益放大器。