專利名稱：數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定裝置以及方法
技術領域：
本發明是有關能夠數字視頻(DTV)信號輸入的平面顯示器的技術；尤其是在DTV輸入過程中，將有關YpbPr的輸入范圍從0到255可以自動調整的一種數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定裝置以及方法。
(2)背景技術圖1是普通平面顯示器內部系統模塊圖。
如圖1所示，由外部輸入的模擬RGB(紅綠藍三原色)信號以及模擬YpbPr信號，通過A/D轉換器1轉換為數碼RGB以及數碼YpbPr信號；另外，由外部輸入的模擬Y/C信號，通過解碼器2轉換為數碼YUV信號。
而且，上述已轉換數碼RGB以及數碼YpbPr信號和數碼YUV信號，通過定標器3，輸出為所需的圖象。
這時，上述定標器3的數碼輸入在顯示屏上最終組合為RGB輸出；并且，通過該組合的色彩混合，在決定最終畫面的明暗、灰度以及色彩再現性的過程中起到重要的作用。因此，上述定標器3中要設定準確的標準輸入和增益(gain)。
另外，DTV信號可以接收RGB色彩坐標和YpbPr的輸入值；在這里，RGB輸入是利用普通PC進行處理。
因此，可以適用對現有標準輸入信號的自動設定和對增益(gain)的自動設定方式，進行相關設定。
以下數學式1是將YUV轉換成RGB的數學式。
數學式1R＝1Y +1.402VG＝1Y-0.344U-0.714V
B＝1Y+1.772U上述數學式1表示的是，在上述定標器3中輸入的YpbPr和Y/C信號最終輸出為RGB的過程中，所必須的色彩轉換矩陣。
正如前面所講述的，上述定標器3將通過A/D轉換器1輸出的數碼RGB以及數碼YpbPr信號和通過解碼器2輸出的數碼YUV信號，轉換為RGB信號；由于，輸入信號的誤差擴散為RGB信號的誤差，因此會輸出完全不同的明暗、灰度以及色彩再現性。
由于上述種種原因，有必要開發出能夠在上述定標器3的前端對視頻信號的輸入/輸出比進行準確設定的方法。
(3)發明內容本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種能夠準確設定數字視頻信號輸入/輸出比的數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定裝置。
本發明的另一個目的就是，提供能夠搜尋整個被輸入模擬信號范圍的數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定方法。
本發明的另一個目的就是，搜尋準確的白平衡。
本發明的另一個目的就是，提供操作者利用數值性操作搜尋準確數據的自動操作方法。
為了達到上述目的，本發明中的數字視頻(DT)信號的最佳輸入范圍自動設定裝置的結構特征如下由將外部輸入的模擬RGB、模擬YpbPr以及模擬Y/C信號轉換為數碼RGB、數碼YpbPr信號的A/D轉換器和，轉換為數碼YUV信號的解碼器組成的模式生成器；通過信號格式化，將上述模式生成器生成的數碼信號顯示為畫面的信號轉換裝置；將上述信號轉換裝置中被格式化的信號顯示在畫面上的顯示屏；測定上述顯示屏顯示畫面灰度的灰度測定器；控制上述灰度測定器，向上述模式生成器傳送增益(gain)和標準(bias)的增減命令信號，并且通過與上述信號轉換裝置的通訊，傳送數據，以此設定各自增益值和標準值最大值的PC。
而且，為了達到上述目的，本發明中的數字視頻(DTV)信號的最佳輸入范圍自動設定方法要分以下幾個步驟步驟一，判斷輸入到信號轉換裝置的數碼信號是不是DTV模式，如果不是DTV模式，就轉換成DTV模式；步驟二，利用已設定增益(gain)值以及標準(bias)值，對上述已轉換為DTV模式的數碼信號進行初始化設定；步驟三，增加一個上述已初始化設定Y值的標準值后，讀取控制用PC信號；步驟四，在上述控制用PC信號中能夠讀取到標準值的增加信號，就增加一個偏壓值，然后再重新讀取控制用PC信號，如果上述控制用PC信號中讀取到標準值的非增加信號，就減少一個Y值的偏壓值，然后再讀取控制用PC信號；步驟五，在上述控制用PC信號中讀取到偏壓值減少信號，就減少一個標準值，再讀取控制用PC信號，如果在上述控制用PC信號中讀取到偏壓值的非減少信號，就增加一個標準值，再將現在值確定為標準值；步驟六，增加一個上述Y值的增益值后，讀取控制用PC信號；步驟七，在上述控制用PC信號中讀取到增益值的非增加信號，就增加一個增益值，再讀取控制用PC信號，如果上述控制用PC信號中讀取到增益值的增加信號，就重新減少一個Y值的增益值，再讀取控制用PC信號；步驟八，在上述控制用PC信號中讀取到增益值的非減少信號，就減少一個增益值，再讀取控制用PC信號；步驟九，在上述控制用PC信號中讀取到增益值的減少信號，就增加一個Y值的增益值，再將現在增益值確定為Y的最大增益值。
而且，上述所有步驟中，其操作過程反復進行到增益(gain)和標準(bias)值收斂為止。
另外，上述增益增益值和標準值要用色彩空間轉換器CSC(Color SpaceConverter)進行轉換。
實施例本發明的效果正如前面所述，本發明中的數字視頻(DTV)信號的最佳輸入范圍自動設定裝置以及方法具有以下效果。
第一、由于自動設定各增益(gain)值的最大值，可以準確顯示白平衡。
第二、由于設定最大值，因此256灰度可以全部表現。
第三、對每個輸入值不同的斜率增益(gain)狀態進行補正處理，由此可以防止因無法把握最大范圍，而造成的明暗對比低下現象。
第四、在色彩再現性方面，通過輸入信號表現其最大范圍，因此可以將視頻信號轉換為RGB信號時產生的誤差最小化。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1是普通平面顯示器內部系統模塊圖。
圖2是本發明中DTV信號最佳輸入范圍自動設定裝置顯示圖。
圖3是本發明中在生成器內部轉換成數碼YpbPr信號的A/D轉換器內部模塊圖。
圖4是本發明中顯示系統內部信號流的流程圖。
圖5是本發明中已設定增益和輸入信號關系的顯示圖。
圖6是本發明中DTV信號最佳輸入范圍自動設定方法的顯示圖。
附圖中主要部分的符號說明10模式生成器 20顯示屏30信號轉換裝置40灰度測定器50控制用PC(5)具體實施方式
下面參照附圖，對本發明的數字視頻(DTV)信號的最佳輸入范圍自動設定裝置以及方法的實施例進行詳細說明。
圖2是本發明中DTV信號最佳輸入范圍自動設定裝置顯示圖。
為了實現通過白平衡設定過程的自動輸入設定，如圖2一樣要具備以下結構由將外部輸入的模擬RGB、模擬YpbPr以及模擬Y/C信號轉換為數碼RGB、數碼YpbPr信號的A/D轉換器和，轉換為數碼YUV信號的解碼器組成的模式生成器10；通過信號格式化，將上述模式生成器10生成的數碼信號顯示為畫面的信號轉換裝置30；將上述信號轉換裝置30中被格式化的信號顯示在畫面上的顯示屏20；測定上述顯示屏20顯示畫面灰度的灰度測定器40；控制上述灰度測定器40，并且通過與上述信號轉換裝置30的通訊，傳送數據的控制用PC50。
這時，上述顯示屏20最好使用等離子顯示器(PDP)。
而且，上述PC50如圖5所示，向上述模式生成器10傳送增益(gain)和標準(bias)的增減命令信號{I}^{2}C，并且在向上述信號轉換裝置30內的定標器傳送數據，以此設定各自增益值和標準值的最大值。
另外，為了掌握平板數碼顯示器的特性，事先要設定所需的數據。上述測定方法中，不經過信號轉換裝置30，直接利用上述模式生成器10進行輸入時，得到的數據如下A、全白(full white)模式的最高灰度；B、全紅、全綠、全藍模式的最高灰度；C、峰值白(peak white)模式的最高灰度；D、峰值白、綠、藍模式的最高灰度；圖3是本發明中在生成器內部轉換成數碼YpbPr信號的A/D轉換器內部模塊圖。
YpbPr的輸入信號經箝位電路、增益電路、A/D轉換器后輸出數碼YpbPr信號。
如圖3所示，外部輸入的模擬YpbPr信號輸入等級是0.0V到0.7V，并且在A/D裝置中，該信號等級轉換為0到255為止的數碼信號。
下一個數學式2顯示的是上述A/D轉換器的公式。
數學式2OutPr＝OffsetPr+GainPr×InPrOutY＝OffsetPr+GainY×InYOutPb＝OffsetPb+GainPb×InPb即輸出Pr＝偏置Pr+增益Pr×輸入Pr輸出Y＝偏置Y+增益Pr×輸入Y輸出Pb＝偏置Pb+增益Pb×輸入Pb上述數學式2中，各YpbPr信號的輸出值，根據標準輸入(bias)和增益(gain)等事項，規定其標準點和范圍。
而且，根據輸入信號條件設定的標準輸入值和增益斜率，對數碼信號的輸出值形成影響。
如果，輸入信號的標準輸入值比已設定的標準輸入值高，畫面就會出現漂浮現象；如果輸入信號的標準輸入值比已設定標準輸入值低，一定等級以下就會輸出相同的值，并且等級之間不會有區分。因此，色彩較暗的部分都顯示為相同的色彩。
另外，輸入信號的增益比已設定增益值高，畫面就會處于飽和狀態，并且沒有明暗之分；如果輸入信號的斜率比已設定斜率低，這時就不會輸出整個256灰度，只是顯示一部分，因此灰度(contrast)比就會有所下降。
圖4是本發明中顯示系統內部信號流的流程圖。
YpbPr信號在信號轉換裝置30內的YUVtoRGB色彩空間轉換器(ColorSpace ConverterCSC)中，轉換/輸出為RGB信號。
以下數學式3是色彩空間轉換器(CSC)的基本公式。
數學式3R＝CO*(Y+Bias)+C1*U+C2*VG＝C3*(Y+Bias)+C4*U+C5*VB＝C6*(Y+Bias)+C7*U+C8*V上述色彩空間轉換器的系數(coefficient)是C0-C8，基本矩陣(matrix)的因子是與上述數學式3相應的值。
而且，適用相當于YpbPr值的增益(gain)和標準(bias)時，就會使用顏色空間轉換器CSC。
圖5是本發明中已設定增益和輸入信號關系的顯示圖。
圖5適用對應于YpbPr的標準值和增益時，通過色彩空間轉換器(CSC)來使用。圖5中表示的是對應于YpbPr的標準值和增益的輸入范圍，各賦予增益和偏移量(offset)時增益和輸入信號的關系。
圖6是本發明中DTV信號最佳輸入范圍自動設定方法的顯示圖。
如圖6所示S10，判斷輸入到信號轉換裝置30的數碼信號是不是工程調整模式，即安裝模式。
S20，如果是無需調整的模式，就按原來程序進行。
S30，而且，上述判斷結果是需要調整的工程調整模式，就需判斷輸入到的數碼信號是不是DTV模式，即YpbPr模式。
S40，這時，如果輸入到的數碼信號不是DTV模式，就會將輸入值轉換成DTV模式。
S50，上述DTV模式的數碼信號，初始化為已設定的增益(gain)值以及標準(bias)值。這時的初始化值是圖6中標示的已設定值。
S60，接著，信號轉換裝置30增加一個Y值的標準值，然后讀取控制用PC50信號。
S70，這時，需判斷在上述控制用PC50信號中能夠讀取到標準值是否為增加信號。
S80，如果在上述控制用PC50信號中能夠讀取到標準值是增加信號，上述信號轉換裝置30就增加一個偏壓值，然后再重新讀取控制用PC50信號。
S90，如果上述控制用PC50信號中讀取到標準值是非增加信號，就重新減少一個Y值的偏壓值，然后再讀取控制用PC50信號。
S100，這時，需判斷上述控制用PC50信號中讀取到偏壓值是否為減少信號。
S110，如果在上述控制用PC50信號中讀取到偏壓值是減少信號，上述信號轉換裝置30就減少一個標準值，再讀取控制用PC50信號。
S120，如果在上述控制用PC50信號中讀取到偏壓值是非減少信號，就增加一個標準值，再將現在值確定為標準值。
S130，接著，上述信號轉換裝置30增加一個上述Y值的增益值后，讀取控制用PC50信號。
S140，這時，需判斷在上述控制用PC50信號中讀取到增益值是否為增加信號。
S150，如果在上述控制用PC50信號中讀取到增益值是非增加信號，上述信號轉換裝置30就增加一個增益值，再讀取控制用PC50信號。
S160，而且，如果上述控制用PC50信號中讀取到增益值是增加信號，就重新減少一個Y值的斜率值，再讀取控制用PC50信號。
S170，需判斷在上述控制用PC50信號中讀取到增益值是否為減少信號。
S180，如果，在上述控制用PC50信號中讀取到增益值是非減少信號，上述信號轉換裝置30就減少一個斜率值，再讀取控制用PC50信號。
S190，如果，在上述控制用PC50信號中讀取到增益值是減少信號，就增加一個Y值的增益值，再將現在增益值確定為Y的最大增益值。
上述順序圖是一個過程，并且將上述過程一直反復到增益(gain)和標準(bias)值收斂為止；對Pb，Pr也適用相同的方式。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定裝置，其特征在于包括由將外部輸入的模擬RGB、模擬YpbPr以及模擬Y/C信號轉換為數碼RGB、數碼YpbPr信號的A/D轉換器和，轉換為數碼YUV信號的解碼器組成的模式生成器；通過信號格式化，將所述的模式生成器生成的數碼信號顯示為畫面的信號轉換裝置；將所述的信號轉換裝置中被格式化的信號顯示在畫面上的顯示屏；測定所述的顯示屏顯示畫面灰度的灰度測定器；控制所述的灰度測定器，向所述的模式生成器傳送增益和標準的增減命令信號，并且通過與所述的信號轉換裝置的通訊，傳送數據，以此設定各自增益值和標準值的最大值的控制器。
2.一種應用如權利要求1所述的裝置進行數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定方法，包括以下步驟步驟一，判斷輸入到信號轉換裝置的數碼信號是不是數字視頻模式，如果不是數字視頻模式，就轉換成數字視頻模式；步驟二，利用已設定斜率增益值以及標準值，對所述的已轉換為數字視頻模式的數碼信號進行初始化設定；步驟三，增加一個已初始化設定Y值的標準值后，讀取控制用PC信號；步驟四，在所述的控制用PC信號中能夠讀取到標準值的增加信號，就增加一個偏壓值，然后再重新讀取控制用PC信號，如果所述的控制用PC信號中讀取到標準值的非增加信號，就減少一個Y值的偏壓值，然后再讀取控制用PC信號；步驟五，在所述的控制用PC信號中讀取到偏壓值減少信號，就減少一個標準值，再讀取控制用PC信號，如果在所述的控制用PC信號中讀取到偏壓值的非減少信號，就增加一個標準值，再將現在值確定為標準值；步驟六，增加一個所述的Y值的增益值后，讀取控制用PC信號；步驟七，在所述的控制用PC信號中讀取到增益值的非增加信號，就增加一個增益值，再讀取控制用PC信號，如果上述控制用PC信號中讀取到增益值的增加信號，就重新減少一個Y值的增益值，再讀取控制用PC信號；步驟八，在所述的控制用PC信號中讀取到增益值的非減少信號，就減少一個增益值，再讀取控制用PC信號；步驟九，在上述控制用PC信號中讀取到增益值的減少信號，就增加一個Y值的增益值，再將現在增益值確定為Y的最大增益值。
3.如權利要求2所述的數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定方法，其特征在于還包括所述的所有步驟中，其操作過程反復進行到增益和標準值收斂為止。
4.如權利要求2所述的數字視頻信號的最佳輸入范圍自動設定方法，其特征在于還包括所述的增益值和標準值要用色彩空間轉換器進行轉換。
全文摘要
本發明是有關視頻信號的最佳輸入范圍自動設定裝置以及方法，包括由將外部輸入的模擬RGB、模擬YpbPr以及模擬Y/C信號轉換為數碼RGB、數碼YpbPr信號的A/D轉換器，轉換為數碼YUV信號的解碼器組成的模式生成器；通過信號格式化，將模式生成器生成的數碼信號顯示為畫面的信號轉換裝置；將信號轉換裝置中被格式化的信號顯示在畫面上的顯示屏；測定顯示屏顯示畫面灰度的灰度測定器；控制灰度測定器，向模式生成器傳送增益和標準的增減命令信號，并且通過與信號轉換裝置的通訊，傳送數據，以此設定各自斜率值和標準值的最大值的PC。本發明使視頻信號的輸入/輸出比設定為最佳狀態。
文檔編號G09G5/02GK1770872SQ200410067
公開日2006年5月10日 申請日期2004年11月3日 優先權日2004年11月3日
發明者皇甫尚圭 申請人:南京Lg同創彩色顯示系統有限責任公司