專利名稱：模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
已有的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，由于其數(shù)學(xué)模型十分復(fù)雜，很難用集成電路實(shí)現(xiàn)。即使勉強(qiáng)能夠?qū)崿F(xiàn)，其電路結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，校正過程則相當(dāng)繁瑣，而且不夠準(zhǔn)確。另外，其生產(chǎn)成本較高，可靠性則較差。
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種自動(dòng)相位校正的方法，使之能自動(dòng)調(diào)整模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器的的取樣時(shí)鐘相位，使取樣點(diǎn)最合理，達(dá)到最佳的取樣效果，有效改善經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字圖像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明至少包括以下步驟①求經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像灰度曲線拐點(diǎn)處的最大斜率值P和絕對(duì)值最大的斜率值P′；②將整幅圖像內(nèi)的上述點(diǎn)的斜率值求和K；③在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值；④比較K值，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位，此相位即最佳取樣相位；⑤根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。
本發(fā)明從統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，通過對(duì)不同取樣點(diǎn)、不同的取樣相位得到的取樣值的分析研究，發(fā)現(xiàn)彩色分量取樣后的灰度值的斜率與取樣時(shí)鐘相位間有如下數(shù)學(xué)關(guān)系以紅色分量R為例，假定在其灰度變化與對(duì)應(yīng)斜率曲線上有相臨的四個(gè)取樣點(diǎn)B、C、D、E，則它們的斜率分別為KBC=ΔyBCΔxBC=|YB-YC||XB-XC|]]>KDE=ΔyDEΔxDE=|YD-YE||XD-XE|]]>KCD=ΔyCDΔxCD=|YC-YD||XC-XD|]]>
設(shè)ΔX為單位時(shí)間間隔，有KBC＝|TB-TC| KDE＝|YD-YE|KCD＝|TC-YD|假設(shè)在CD段R的灰度上升最陡峭，即有KCD大于KBC和KDE。不難理解，在上升最為陡峭的地方，由于其兩邊的變化都相對(duì)平緩，只有當(dāng)取樣相位最準(zhǔn)的時(shí)候，即剛好在陡峭段的兩端，才會(huì)得到最大斜率值P。同理，當(dāng)R的灰度值下降變化時(shí)，當(dāng)取樣相位最準(zhǔn)的時(shí)候，得到絕對(duì)值最大的斜率值P′。考察整幅圖像內(nèi)這樣的點(diǎn)，把它們的斜率值求和得K=Σi=0N|Pi|]]>(N為圖像內(nèi)滿足條件|Km-1|＜|Km|＞|Km+1|的所有點(diǎn)的總和，m為對(duì)應(yīng)考查點(diǎn))在一個(gè)周期(即0°～360°)范圍內(nèi)變換取樣相位，可以得到不同的K值。當(dāng)K擁有最大值時(shí)，此時(shí)的相位即最佳取樣相位，取樣點(diǎn)在模擬信號(hào)峰值的最高點(diǎn)或最高點(diǎn)附近。
本發(fā)明是利用經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的圖像灰度曲線拐點(diǎn)處斜率之和與取樣相位間的關(guān)系來進(jìn)行的。取樣相位越準(zhǔn)，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的圖像灰度曲線拐點(diǎn)處斜率就越大。反之越小。
步驟①和②可由輸入經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的RGB灰度值、把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率(slope-pre、slope-mid和slope-cur)的減法模塊，將上述三相臨點(diǎn)的斜率數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與邏輯運(yùn)算得到累加使能信號(hào)(acc-en)的邏輯電路，當(dāng)累加使能信號(hào)acc-en為真時(shí)對(duì)slope-mid執(zhí)行累加操作的累加器來完成。
上述減法模塊中把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率的邏輯處理可均由依次連接的D觸發(fā)器所組成。
為降低硬件的復(fù)雜程度，步驟③～⑤可均由微處理器完成。亦即斜率值求和K后輸入MCU；在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值后由MCU進(jìn)行比較，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位；再由MCU根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。
累加值的最大值點(diǎn)P所對(duì)應(yīng)的相位即A/D轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘的最佳相位。
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)相位校正的方法，能自動(dòng)調(diào)整模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器的的取樣時(shí)鐘相位，使取樣點(diǎn)最合理，達(dá)到最佳的取樣效果，有效改善經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字圖像的質(zhì)量。它可廣泛應(yīng)用于各種針對(duì)靜態(tài)模擬圖像的A/D轉(zhuǎn)換器中。


圖1為經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的圖像灰度變化與對(duì)應(yīng)斜率的曲線。
圖2為實(shí)施例1的步驟①和②的電路原理圖。
圖3為實(shí)施例1的減法模塊的電路原理圖。
圖4為累加值與相位的關(guān)系圖。
圖1所示為經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的圖像灰度變化紅色分量與對(duì)應(yīng)斜率的曲線。曲線上有相臨四個(gè)取樣點(diǎn)B、C、D、E，則它們的斜率可分別求出。斜率的累加值K擁有最大值P時(shí)，所對(duì)應(yīng)的相位即A/D轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘的最佳相位。
圖4進(jìn)一步示出了累加值K與相位的關(guān)系。在一個(gè)周期360°內(nèi)，累加值K擁有最大值P時(shí)，所對(duì)應(yīng)的相位即A/D轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘的最佳相位。
圖2～圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例1的電路原理。步驟①和②可由把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率的減法模塊1、邏輯電路2和累加器3完成。減法模塊1的電路則主要由加法器和依次連接的D觸發(fā)器4所組成。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.一種模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法。它包括以下步驟①求經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像灰度曲線拐點(diǎn)處的最大斜率值P和絕對(duì)值最大的斜率值P′；②將整幅圖像內(nèi)的上述點(diǎn)的斜率值求和K；③在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值；④比較K值，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位，此相位即最佳取樣相位；⑤根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。
實(shí)施例2.一種模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法。其步驟①和②可由輸入經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的RGB灰度值、把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率(slope-pre、slope-mid和slope-cur)的減法模塊，將上述三相臨點(diǎn)的斜率數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與邏輯運(yùn)算得到累加使能信號(hào)(acc-en)的邏輯電路，當(dāng)累加使能信號(hào)acc-en為真時(shí)對(duì)slope-mid執(zhí)行累加操作的累加器來完成。減法模塊把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率的邏輯處理均由依次連接的D觸發(fā)器來完成。
本實(shí)施例2的步驟①和②的RTL層次結(jié)構(gòu)如圖2～圖3所示。圖2是圖1的減法器(sub)模塊的展開圖。圖中輸入信號(hào)為經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后RGB任一路灰度值均可。圖中用date表示。把相臨的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)date相減得到slope-cur-next，經(jīng)三個(gè)時(shí)鐘周期的延時(shí)，得到相臨的四個(gè)數(shù)相減的結(jié)果slope-pre、slope-mid和slope-cur。對(duì)這三個(gè)數(shù)經(jīng)過比較處理等邏輯運(yùn)算得到累加使能信號(hào)acc-en。當(dāng)acc-en為真時(shí)，表明此時(shí)的slope-mid為拐點(diǎn)處斜率，則累加器對(duì)slope-mid執(zhí)行累加操作，即accmu＝accmu+slope-mid (accmu為累加值)當(dāng)一幀結(jié)束時(shí)，由場同步信號(hào)負(fù)責(zé)取出與相位相關(guān)的24位的累加結(jié)果accmu，并把累加器清零。然后將累加結(jié)果輸入MCU。
步驟③～⑤則均由微處理器完成。亦即斜率值求和K(accmu)后輸入MCU。在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值后由MCU進(jìn)行比較，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位。再由MCU根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。此時(shí)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像效果最好。
實(shí)施例1～2能自動(dòng)調(diào)整取樣時(shí)鐘相位，達(dá)到最佳的取樣效果，有效改善經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字圖像的質(zhì)量。它可廣泛應(yīng)用于各種針對(duì)靜態(tài)模擬圖像的A/D轉(zhuǎn)換器中。
權(quán)利要求
1.一種模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，其特征在于它至少包括以下步驟①求經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像灰度曲線拐點(diǎn)處的最大斜率值P和絕對(duì)值最大的斜率值P′；②將整幅圖像內(nèi)的上述點(diǎn)的斜率值求和K；③在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值；④比較K值，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位，此相位即最佳取樣相位；⑤根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。
2.按照權(quán)利要求1所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，其特征在于所說的步驟①和②可由輸入經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的RGB灰度值、把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率(slope-pre、slope-mid和slope-cur)的減法模塊，將上述三相臨點(diǎn)的斜率數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與邏輯運(yùn)算得到累加使能信號(hào)(acc-en)的邏輯電路，當(dāng)累加使能信號(hào)acc-en為真時(shí)對(duì)slope-mid執(zhí)行累加操作的累加器來完成。
3.按照權(quán)利要求2所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，其特征在于所說的減法模塊把相臨點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相臨點(diǎn)的斜率的邏輯處理均由依次連接的D觸發(fā)器所組成。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，其特征在于所說的步驟③～⑤均由微處理器完成，亦即斜率值求和K后輸入MCU，在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值后由MCU進(jìn)行比較，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位，再由MCU根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。
5.按照權(quán)利要求3所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，其特征在于所說的步驟③～⑤均由微處理器完成，亦即累加器將斜率值累加值結(jié)果輸入MCU，在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值后由MCU進(jìn)行比較，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位，再由MCU根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。
6.按照權(quán)利要求5所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，其特征在于所說的累加值的最大值點(diǎn)P所對(duì)應(yīng)的相位即A/D轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘的最佳相位。
全文摘要
一種模/數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣時(shí)鐘相位的自動(dòng)校正方法，屬于集成電路設(shè)計(jì)。它至少包括以下步驟①求經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像灰度曲線拐點(diǎn)處的最大斜率值；②將整幅圖像內(nèi)的上述點(diǎn)的斜率值求和K；③在一個(gè)周期內(nèi)變換取樣相位，得到不同相位時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同的K值；④比較K值，確定K值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位，此相位即最佳取樣相位；⑤根據(jù)最佳取樣相位，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。步驟①和②可由把相鄰點(diǎn)數(shù)據(jù)相減并延時(shí)得到三相鄰點(diǎn)的斜率的減法模塊、邏輯電路和累加器完成。步驟③～⑤可由微處理器完成。它能自動(dòng)調(diào)整取樣時(shí)鐘相位，達(dá)到最佳的取樣效果，有效改善經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字圖像的質(zhì)量?？蓮V泛應(yīng)用于各種A/D轉(zhuǎn)換器中。
文檔編號(hào)H03M1/12GK1444339SQ03111930
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者劉志恒, 戰(zhàn)嘉瑾, 丁勇, 陳永強(qiáng), 何云鵬, 繆建兵 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)有限公司