专利名称：一种能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于显示技术，涉及一种能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器。
背景技术：
显示器是飞行员获取飞机姿态导航信息、任务信息、战场态势的关键设备。随着显示控制系统的发展，机舱集成化程度越来越高，显示器则是向紧凑型、集成型方向发展，以美军战机F22为例，整个驾驶舱只有一个大的显示器，所有的参数信息都由这一个显示器来处理显示。我国大屏幕显示器的研究目前技术也比较成熟，可以应用在相关的机型上。大屏幕显示器的优势是集成度高、节约空间以及功耗低。原来机舱座位前控制面板上所有的显示器仪表界面都集成到一个大屏幕显示器上来显示，因此大屏幕显示的一幅画面包含了若干个小的子显示界面。原来显示器的操作按钮被菜单触摸取代，只留下几个必需的按键。 对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小，好的对比度就可容易地显示生动、丰富的色彩。飞行员在执行飞行任务中，对比度对飞行员的视觉效果的影响非常关键，一般来说对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽；而对比度小，则会让整个画面都灰蒙蒙的。高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助，而低对比度在某些场合比如雷达画面显示也有一定的优势，所以在机舱显示器设计中，对比度调节是一个常用的必需功能，对飞行员的视觉观察有很大的作用。在传统的机舱显示器中，每个显示器显示固定仪表的内容，进行对比度调节时，只能针对显示器的整幅画面进行调节。但是在大屏幕中，通常会出现只针对某部分或者某些部分的内容进行对比度调节，这样传统的对比度调节技术在这种情形上是无法应用的。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种窗口定位准确、对比度调节方便的触摸屏显示器。本实用新型的技术方案是一种能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其包括触摸屏和用于控制触摸屏的控制电路，所述控制电路包括依次串联的通讯模块、坐标转换模块、开窗口模块、对比度调节模块和视频融合模块，所述开窗口模块包括接受坐标信息模块、外视频解码行场信息模块、窗口位置确定模块和窗口打开模块，其中接受坐标信息模块和外视频解码行场信息模块并行连接在窗口位置确定模块上，该窗口位置确定模块与窗口打开模块相连。所述视频融合模块包括窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块、窗口内视频像素灰度值模块、像素灰度值确定模块和送屏显示模块，其中窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块和窗口内视频像素灰度值模块并行连接在像素灰度值确定模块，像素灰度值确定模块与送屏显示模块相连。所述通讯模块包括顺次串联的CMOS电平与TTL电平转换模块、单片机接收数据模块和单片机发送数据模块三个模块。所述坐标转换模块包括顺次串联的接收坐标信息模块、坐标信息转换模块、坐标信息重组模块和发送坐标信息模块四个模块。所述对比度调节模块包括接收画面灰度值模块、接收对比度数据模块、乘法器模块、除法器模块和调节后像素发送模块。其中画面灰度值模块和接收对比度数据模块并行连接在乘法器模块，乘法器模块、除法器模块和调节后像素发送模块顺次串联。所述触摸屏尺寸不小于8" X5"。所述触摸屏为红外触摸屏或电阻式触摸屏或电容式触摸屏。本实用新型的技术效果是本实用新型触摸屏显示器多窗口对比度调节方法利用 FPGA进行窗口打开，并进行对比度调节，并能实现打开窗口画面与窗口外画面的融合。对比度调节利用FPGA内部的乘法器和除法器来实现，占用了比较少的内部资源。另外，本实用新型利用RS232总线进行触摸区域坐标传送，减少总线资源占用，提高定位精度，利用CPLD进行坐标转换及重组，操作简单、易于实现。既能满足机舱显示器的高度集成，又能让飞行员像操作单个显示器那样来控制每个子显示画面，很好的达到预期功能。
图I是本实用新型能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器的原理框图；图2是本实用新型触摸屏的工作原理；图3是本实用新型开窗口示意与像素点坐标确定图；图4是本实用新型通讯模块原理框图；图5是本实用新型坐标转换模块原理框图；图6是本实用新型开窗口模块原理框图；图7是本实用新型对比度调节模块原理框图；图8是本实用视频融合模原理框图；其中，I-通讯模块、2-坐标转换模块、3-开窗口模块、4-对比度调节模块、5-视频融合模块、6-按键、7-红外线发送端、8-红外线接收端。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型做详细的说明请参阅图1，其是本实用新型能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器的原理框图。本实用新型能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器包括触摸屏和用于控制触摸屏的控制电路。其中，所述触摸屏为红外触摸屏，触摸屏的四周布满红外接收管和红外发射管，这些红外管在触摸屏表面呈一一对应的排列关系，形成一张由红外线布成的光网。当有物体(手指、带手套或任何触摸物体)进入红外光网阻挡住某处的红外线发射接收时，此点横竖两个方向的接收管收到的红外线的强弱就会发生变化，设备通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸。由于红外触摸屏本身的工作原理，使用时可以做到无压力(指触摸体对触摸屏本身施加的压力)触摸工作，因此触摸屏可以做到无玻璃工作。在红外触摸屏工作时的同一瞬间，只有一对红外对管(指物理位置相对应的一只发射管和一只接收管)在进行数据工作，电路通过对红外对管高频率的数据采集来达到迅速反应的效果，因此触摸屏的反应速度非常快。本实用新型所涉及的屏幕为30" X10"的大屏，如图2所示，当手指(或其他物品)在屏上触摸时，相应的红外线接收端8接收不到红外线发送端7发送过来的红外线，这样就可以准确的确定所触摸点的坐标。本实用新型中的触摸屏控制电路包括依次串联的通讯模块、坐标转换模块、开窗口模块、对比度调节模块和视频融合模块。其中，所述通讯模块包括顺次串联的CMOS电平与TTL电平转换模块、单片机接收数据模块和单片机发送数据模块三个模块。请参阅图4，通讯模块包括两个电路芯片，其中一路芯片完成RS232总线的CMOS电平转换TTL电平，另外采取一片单片机来配置通讯协议以及接收和处理坐标和对比度数据。该通讯模块实现图像处理电路与触摸屏之间的通讯，即图像处理电路接收触摸屏通过RS232总线发过来的坐标。所述坐标转换模块包括顺次串联的接收坐标信息模块、坐标信息转换模块、坐标信息重组模块和发送坐标信息模块四个模块。请参阅图5，该模块的功能在CPLD中实现，其 中接收坐标信息模块负责接收前一个模块发送过来的触摸坐标信息。这些坐标数据在坐标信息转换模块和坐标信息重组模块中转换成后续处理电路(FPGA)能够识别的格式，然后由发送坐标信息模块发送给下一个模块进行处理。所述开窗口模块包括接收坐标信息模块、外视频解码行场信息模块、窗口位置确定模块和窗口打开模块，其中接收坐标信息模块和外视频解码行场信息模块并行连接在窗口位置确定模块上，该窗口位置确定模块与窗口打开模块相连。请参阅图6，该模块的功能在FPGA中实现，其中收受坐标信息模块和外视频解码行场信息模块分别接收到需要开窗口的数据和外部整个窗口的数据。在窗口位置确定模块中，首先要针对发过来的4个坐标值(对角线的两个点，每个点有X、y两个值)来确定窗口的位置。在窗口打开模块中，由于送给屏显示的时序行使能和场使能的值是固定的(本实用新型中为3000和1600)，因此在行场使能中把开窗所需要的坐标放进去，供后续的程序处理视频的显示。通过上述步骤，可以实现窗口的确认和打开。请参阅图3，所示为两个窗口的打开。所述对比度调节模块包括接收画面灰度值模块、接收对比度数据模块、乘法器模块、除法器模块和调节后像素发送模块。其中画面灰度值模块和接收对比度数据模块并行连接在乘法器模块，乘法器模块、除法器模块和调节后像素发送模块顺次串联。请参阅图7，接收画面灰度值模块和接收对比度数据模块分别接收到需相对应像素的灰度值和需要调节的对比度值，通过后面的乘法器模块和除法器模块来实现了对比度的调节，这种对比度调节方法简单易于实现，占用FPGA内部资源也比较少。飞行员可以通过显示器下方的按键来调节对比度的增减，最后调节后的画面像素经过调节后像素发送模块发送至下一个模块。所述视频融合模块包括窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块、窗口内视频像素灰度值模块、像素灰度值确定模块和送屏显示模块，其中窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块和窗口内视频像素灰度值模块并行连接在像素灰度值确定模块，像素灰度值确定模块与送屏显示模块相连。请参阅图8，窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块和窗口内视频像素灰度值模块三者在像素灰度值确定模块能够确定最终屏幕上每一个像素点的灰度值，对于窗口外的图像视频部分，将保持原来的对比度进行显示(即对比度未作处理)，如图3所示，如果该像素点的坐标在[(XI，Yl)，(X2, Y2)]或者[(X3, Y3)，(X4, Y4)]中，则该点的像素灰度值选用相应做对比度处理后的值；反之则表明该点不在打开窗口内，则直接选用原输入值输出。最终所有像素点由送屏显示模块送出至屏幕。本实用新型能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器实际工作过程为当飞行员对显示器的某一区域需要进行对比度调节时，其会用手指在该区域进行选择，由于显示的每一个子画面都是矩形显示的，所以飞行员只需要用手指滑过子画面区域的对角(即矩形的对角线)。触摸屏会把手指划过区域的相关坐标发送给显示器的图像处理部分，对比度的增减是由飞行员通过显示器下方的按键来控制的。显示器的图像处理部分分为通讯模块、坐标转换模块、开窗口模块、对比度调节和视频融合模块五个模块。由显示器发送过来的选择区域和对比度经过这些模块处理后，在显示器上的所选区域的对比度就会得到调节，而未选区域的画面对比度将会保持不变。具体步骤如下步骤I :接收触摸屏坐标信息；单片机通过RS232总线实现与触摸屏通讯，接收屏·的触摸信息；步骤2 :由坐标转换模块对坐标信息进行坐标数据转换和重组；CPLD接收单片机发送过来的坐标数据信息，经处理后发送给FPGA ；步骤3 :根据处理后的坐标信息打开子窗口 ；在FPGA中，根据外部视频解码出的行场使能，结合坐标信息可以确定需要打开窗口的位置，进而实现窗口的打开，实际操作中根据实际需求，重复步骤1、2、3，可以实现多个窗口的打开；步骤4 :对所打开的子窗口的画面进行对比度调节对于打开窗口内的视频画面数据进行对比度调节处理，通过FPGA内部的乘法器和除法器来实现；步骤5 :视频融合将打开窗口内的经过对比度调节处理后的画面与窗口外未做处理的视频融合后
一起送给屏显示。另外，本实用新型还可以做进一步的改进所述触摸屏不限于红外触摸屏，还可以为电阻式触摸屏或电容式触摸屏或其他触摸屏。所述接收触摸屏信息的方式可以是通过RS232总线也可以通过RS485总线或RS422总线。另外，对于坐标数据的转换和调节不限于在CPLD内实现，也可以由单片机或者ARM来实现。综上所述能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器利用FPGA进行窗口打开和进行对比度调节，实现打开窗口画面与窗口外画面的融合。同时利用RS232总线进行触摸区域坐标传送，利用CPLD进行坐标转换及重组，并具有如下优点I、小型化、集成度高；2、触摸定位准确，反应灵敏；3、数据处理速率快，满足高速率、大容量数据传输；4、操作灵活，可根据实际情况任意打开多个窗口 ；5、兼容性强，支持任意分辨率的视频输入。
权利要求1.一种能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其特征在于，包括触摸屏和用于控制触摸屏的控制电路，所述控制电路包括依次串联的通讯模块、坐标转换模块、开窗口模块、对比度调节模块和视频融合模块，所述开窗口模块包括接收坐标信息模块、外视频解码行场信息模块、窗口位置确定模块和窗口打开模块，其中接受坐标信息模块和外视频解码行场信息模块并行连接在窗口位置确定模块上，该窗口位置确定模块与窗口打开模块相连， 所述视频融合模块包括窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块、窗口内视频像素灰度值模块、像素灰度值确定模块和送屏显示模块，其中窗口判断模块、外视频解码像素灰度值模块和窗口内视频像素灰度值模块并行连接在像素灰度值确定模块，像素灰度值确定模块与送屏显示模块相连。
2.根据权利要求I所述的能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其特征在于，所述通讯模块包括顺次串联的CMOS电平与TTL电平转换模块、单片机接收数据模块和单片机发送数据模块三个模块。
3.根据权利要求2所述的能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其特征在于，所述坐标转换模块包括顺次串联的接收坐标信息模块、坐标信息转换模块、坐标信息重组模块和发送坐标信息模块四个模块。
4.根据权利要求3所述的能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其特征在于，所述对比度调节模块包括接收画面灰度值模块、接收对比度数据模块、乘法器模块、除法器模块和调节后像素发送模块。其中画面灰度值模块和接收对比度数据模块并行连接在乘法器模块，乘法器模块、除法器模块和调节后像素发送模块顺次串联。
5.根据权利要求I至4任一项所述的能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其特征在于，所述触摸屏尺寸不小于8" X5"。
6.根据权利要求5所述的能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器，其特征在于，所述触摸屏为红外触摸屏或电阻式触摸屏或电容式触摸屏。
专利摘要本实用新型属于显示技术，涉及一种能实现多窗口对比度调节的触摸屏显示器。该触摸屏显示器包括触摸屏和用于控制触摸屏的控制电路，所述控制电路包括依次串联的通讯模块、坐标转换模块、开窗口模块、对比度调节模块和视频融合模块。所述开窗口模块包括接收坐标信息模块、外视频解码行场信息模块、窗口位置确定模块和窗口打开模块。其中接受坐标信息模块和外视频解码行场信息模块并行连接在窗口位置确定模块上，该窗口位置确定模块与窗口打开模块相连。本实用新型显示器集成度高，体积小，数据处理速率快，数据传输量大，触摸定位准确，操作灵活，可根据实际情况任意打开多个窗口，且兼容性强，支持任意分辨率的视频输入，具有较佳应用价值。
文档编号G06F3/041GK202632239SQ20112057672
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者孙少伟 申请人:中航(苏州)雷达与电子技术有限公司