专利名称：电视图象智能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电视机中能对电视图象的亮度特性进行动态检测和自动灰度动态校正的装置。
随着大屏幕彩电的增多，高超的画面处理已成为产品必不可少的技术手段之一。在以往的电视机电路中，灰度校正的方法是在黑色电平和白色电平两端分别设定灰度校正的临界值。由于实际图象是千变万化的，因此用预先设定的临界值，显然不能适应图象的变化，甚至有时还会适得其反。
本实用新型的目的是针对以往灰度校正所存在的缺点，设计一种能对电视图象的亮度特性进行动态检测和自动灰度动态校正的装置。它可得到最悦目的灰度层次表现。
本实用新型的目的是这样实现的用于电视机的电视图象智能控制装置由单片机、数模转换芯片、亮度检测和非线性扩展电路芯片、多路滤波电路组成。亮度检测和非线性扩展电路芯片的各个亮度信号电平检测器输出脚分别经滤波电路接单片机的各个模数转换输入脚，单片机的使能脚、数据脚、时钟脚分别接数模转换芯片的使能脚、数据脚、时钟脚，数模转换芯片的各个输出脚分别接亮度检测和非线性扩展电路芯片的各个控制信号输入脚。
亮度检测和非线性扩展电路芯片检测电视图象的亮度，并经多路滤波电路向单片机输出各个检测器的检测信号，这些信号由单片机处理后经数模转换芯片转换，再送入亮度检测和非线性扩展电路芯片对图象进行灰度动态校正，校正后的亮度信号用于电视亮度的控制。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
图1是本实用新型的电路原理图。
本实用新型由单片机U3、数模转换芯片U2、亮度检测和非线性扩展电路芯片U1和6路滤波电路组成。其中单片机U3是菲力浦公司的83C552，该单片机内含中央处理单元、只读和随机存储器、8路模/数转换口和串行通讯口，以模糊逻辑控制理论为基础设计的程序掩膜在只读存储器中，完成数据采集、处理和模糊逻辑控制的作用。数模转换芯片U2选用摩托罗拉公司的MC144110P。亮度检测和非线性扩展电路芯片U1选用日本松下公司的AN5348K。滤波电路由电阻、电感和电容构成，电阻和电感串联，电感的另一端与接地电容连接。
图象亮度检测由亮度检测和非线性扩展电路芯片U1完成，其信号输入脚YIN和输出脚YOUT串接在彩色电视机原有的亮度信号线中，U1中有6个亮度信号电平检测器S1～S4、APL和Ymin。S1～S4的作用是在整个亮度范围(0-100IRE)内，对所显示的图象亮度分布进行检测。检测器采用比较器电路，加在这四个比较器上的参考电压分别为0V、0.21V、0.42V和0.63V，经箝位后的亮度大小分别为0、30、60、90IRE(黑、较黑、较亮、亮)。当输入信号的电平高于某一比较器的参考电压时，该比较器就有一定的电压输出。这样，从S1～S4这四个比较器的输出，就可反映出当前输入信号对应的亮度分布。APL和Ymin分别对亮度信号的平均电平和最小亮度电平进行检测。上述六个检测器的输出信号分别经相应的滤波电路平滑后，送单片机U3的模数转换输入脚51～56。
单片机U3将这六个模拟信号转换成数字量，然后对这些数字量进行实时的计算和处理，产生模糊逻辑控制所需要的五种数据(S1＋S2)/(S3＋S4)黑与白的比例，它表示图象中暗画面部分(S1＋S2)与亮画面部分(S3＋S4)的比例。
S1/S2黑与较黑之比，它表示图象中接近黑色的最暗部分(S1)与较暗部分(S2)之间的比例。
S1表示接近黑色的最暗部分在图象中的分布情况。
APL表示输入亮度信号的平均电平。
Ymin表示亮度信号的最小电平。
根据上述五种数据，单片机以模糊逻辑控制理论进行推理计算，形成控制数据，然后分别从其数据端DATA输出到数模转换芯片U2的数模转换电路上，U2将其转换成五种控制电压，即白色电平扩展控制(Uw)、黑色电平扩展控制(Ub)、黑色电平伽马校正控制(Ubr)、全图象伽马校正控制(Ur)和色度信号调整(Uc)。其中Uw、Ub、Ubr和Ur分别从3、5、7、12脚输出至亮度检测和非线性扩展电路芯片U1的控制信号输入脚3～6，对U1中的四个灰度校正电路进行控制，控制结果从U1的信号输出脚YOUT送出。
这四种灰度校正电路，实时地从整体和和局部上同时对画面的灰度进行校正。通过各电路校正效果的综合，达到图象最佳的灰度层次显示，这四种电路的灰度校正作用如下1.黑色电平扩展电路就全亮度图象来说，当图象包含一小部分黑暗部分时，则可将最暗部分增加为黑色，从而提高全图象的对比度。
2.白色电平扩展电路就全黑度图象信号而言，当图象含有一小块亮度部分时，该电路适当提高亮画面的亮度(白色扩展)，从而提高整幅图象的对比度。
3.黑色电平伽马校正电路在一个大部分为黑暗的图象上，当微暗部分超过了极暗部分，或者反之，则黑色伽马校正加强数量大的部分，即对数量大的部分增加亮度。
4.全图象伽马校正电路该电路根据图象中暗画面部分与亮画面部分的比例，在整个输入图象信号范围内进行适当的灰度校正，以提高图象对比度。全图象伽马校正有两种方式a.暗场情况，即图象较暗，大部分为暗画面，输出电平较之未校正时，全场予以提升，以提高暗场亮度。同时，在显示的图象中，暗画面部分占有的亮度范围得到扩展，而亮画面占亮度范围比正常时相应减小。通过上述处理，可增加暗场的灰度层次，提高对比度。
b.亮场情况，即图象较亮，大部分为亮画面时。输出的亮度信号与未校正的情况比较，全场都进行了衰减，以降低亮场亮度。同时，在显示的图象中，亮画面占有的亮度范围得到扩展，而暗画面占亮度范围比正常时相应减小，以此增加亮场的灰度层次，提高图象的对比度，避免了亮场图象过白过亮的现象。
另一个控制电压Uc从U2的14脚输出到电视机的彩色信号控制电路中，用于对色度信号电平作相应调整，以保证对亮度信号进行灰度校正时，重放图象的色饱和度不会因此受不良影响，保证图象彩色鲜艳自然。
单片机U3的使能脚ENABLE、数据脚DATA、时钟脚CLOCK分别接数模转换芯片U2的使能脚、数据脚、时钟脚。
本实用新型的优点是1.能动态地检测电视图象的特性，动态地进行校正。在检测电路中检测图象亮度的分布特性，在单片机中根据亮度分布特性，实时地进行处理，形成灰度校正控制量，对图象进行灰度校正，得到最佳的灰度层次表现，这种校正能因图象而异，能随图象的变化而变化。
2.具有人工智能的特性。人眼的视觉具有模糊特性和非线性特性，人眼依靠两种具有不同敏感度的细胞适应周围环境极宽的亮度范围，而两种细胞的转换用模糊判别实现。本实用新型对图象亮度特性进行模糊逻辑推理，实现图象的非线性校正。这种人工智能特性把图象调节到符合人们视觉的变化，使观众得到最满意的视觉效果。
本实用新型可接入彩色电视机的电路中，也可装上外壳而做成外接装置。
权利要求1.用于电视机的电视图象智能控制装置，其特征在于它由单片机、数模转换芯片、亮度检测和非线性扩展电路芯片、多路滤波电路组成，其中所述亮度检测和非线性扩展电路芯片的各个亮度信号电平检测器输出脚分别经所述滤波电路接所述单片机的各个模数转换输入脚，所述单片机的使能脚、数据脚、时钟脚分别接所述数模转换芯片的使能脚、数据脚、时钟脚，所述数模转换芯片的各个输出脚分别接所述亮度检测和非线性扩展电路芯片的各个控制信号输入脚。
专利摘要用于电视机的电视图象智能控制装置由单片机U3、数模转换芯片U2、亮度检测和非线性扩展电路芯片U1、多路滤波电路组成。U1的各个亮度信号电平检测器输出脚分别经滤波电路接U3的各个模数转换输入脚，U3的使能脚、数据脚、时钟脚分别接U2的使能脚、数据脚、时钟脚，U2的各个输出脚分别接U1的各个控制信号输入脚。它能对电视图象的亮度特性进行动态检测和自动灰度动态校正，可得到最悦目的灰度层次表现。
文档编号H04N5/202GK2229740SQ9521643
公开日1996年6月19日 申请日期1995年7月19日 优先权日1995年7月19日
发明者赵世范, 雷庆文 申请人:赵世范, 雷庆文, 肖文华