專利名稱：基于fpga的模擬視頻adc自動調(diào)整方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 實(shí)施例涉及圖像處理領(lǐng)域，具體涉及基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法及裝置。
背景技術(shù)：
視頻模擬前端是多媒體處理系統(tǒng)的重要組件，盡管新興數(shù)字接口越來越普及，但由于模擬接口具有圖像質(zhì)量高特別是功耗低的特性，所以模擬視頻接口在多媒體應(yīng)用中仍扮演著重要的角色。而目前視頻的處理如編解碼、傳輸、圖像質(zhì)量優(yōu)化卻都是基于數(shù)字進(jìn)行的，所以前端模擬視頻都需要做一次模數(shù)轉(zhuǎn)化，視頻模數(shù)變換器(ADC，Analog to DigitalConverter)是負(fù)責(zé)這個(gè)工作的芯片。視頻進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，為了達(dá)到最佳效果，轉(zhuǎn)化后的數(shù)字量需要能真實(shí)反映模擬量的大小。但由于ADC存在增益誤差和偏置誤差，實(shí)際的輸入X與輸出Y關(guān)系為Y=X*GAIN+0FFSET，其中GAIN為增益系數(shù)，OFFSET為偏置系數(shù)，同時(shí)由于客戶不同，環(huán)境不同，ADC面臨的輸入范圍是不一樣的，會導(dǎo)致經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換后的圖像，暗的地方較亮，亮的地方較暗，對比度變小等，從而造成圖像失真，因此視頻ADC要根據(jù)實(shí)際用戶現(xiàn)場對GAIN和OFFSET進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，使視頻進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后的效果達(dá)到最佳。目前常用的調(diào)整方法是工程服務(wù)人員到現(xiàn)場利用客戶的信號源輸出一幅灰階圖像，然后根據(jù)實(shí)際顯示效果，手工調(diào)整ADC的GAIN和OFFSET，使灰階圖像看來亮度適中，各階過渡自然；但由于調(diào)整過程測試人員根據(jù)自身對圖像質(zhì)量的主觀評價(jià)來修改GAIN和OFFSET，因此調(diào)試過程有很大的主觀性，不同的測試人員調(diào)試出來的效果會不一樣，效果的好壞取決于調(diào)試人員的經(jīng)驗(yàn)，效果難以保證和統(tǒng)一；另外由于不同信號源的輸出范圍不一樣，因此還要針對不同的信號源進(jìn)行調(diào)整，用戶更換信號源后就需要重新調(diào)整，增大了工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法及裝置，可以數(shù)字化自動調(diào)整，調(diào)整出來的效果精度高，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，包括預(yù)設(shè)理想場值范圍，所述理想場值范圍包括理想暗場值范圍和理想白場值范圍，所述理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，所述理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值；按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，所述光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種；當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)；所述實(shí)際場值包括實(shí)際暗場值和實(shí)際白場值。
可選地，所述按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)包括將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，獲取光色的實(shí)際暗場值；若所述光色的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則按預(yù)設(shè)的暗場調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)；將接收到的模擬信號設(shè)置為全白最亮，獲取光色的實(shí)際白場值；若所述光色的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則按預(yù)設(shè)的白場調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)。可選地，所述按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)包括將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，獲取R的實(shí)際暗場值；若R的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述R的偏置系數(shù)直到所述R的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)；獲取G的實(shí)際暗場值；若G的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述G的偏置系數(shù)直到所述G的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)；獲取B的實(shí)際暗場值；若B的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述B的偏置系數(shù)直到所述B的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)；將模擬信號設(shè)置為全白最亮，獲取R的實(shí)際白場值；若R的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述R的增益系數(shù)直到所述R的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)；獲取G的實(shí)際白場值；若G的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述G的增益系數(shù)直到所述G的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)；獲取B的實(shí)際白場值；若B的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述B的增益系數(shù)直到所述B的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)?？蛇x地，所述暗場調(diào)整規(guī)則包括若光色的實(shí)際暗場值大于最大理想暗場值，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則減小所述偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)，若光色的實(shí)際暗場值小于最小理想暗場值，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則增大所述偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)?？蛇x地，所述白場調(diào)整規(guī)則包括若光色的實(shí)際白場值大于最大理想白場值，則按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則減小所述增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)，若光色的實(shí)際白場值小于最小理想白場值，則按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則增大所述增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)?？蛇x地，所述暗場增減規(guī)則包括粗調(diào)所述偏置系數(shù)；
當(dāng)粗調(diào)后的光色的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)時(shí)，微調(diào)所述偏置系數(shù)，直至實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)；所述粗調(diào)包括將偏置系數(shù)調(diào)整至理想暗場值中點(diǎn)處；所述微調(diào)包括將理想暗場值分為至少兩份，每次調(diào)整其中的一份。可選地，所述暗場增減規(guī)則包括獲取偏置系數(shù)和理想暗場值中點(diǎn)之間的差值；將差值的二分之一作為步進(jìn)；按照所述步進(jìn)對所述偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。可選地，所述白場增減規(guī)則包括根據(jù)已調(diào)整的偏置系數(shù)和理想白場值獲得理想增益系數(shù)，所述理想增益系數(shù)包括最大理想增益系數(shù)和最小理想增益系數(shù)；根據(jù)理想增益系數(shù)得到理想增益系數(shù)的中點(diǎn)值；獲取增益系數(shù)和理想增益系數(shù)的中點(diǎn)值之間的差值；將差值的二分之一作為步進(jìn)；按照所述步進(jìn)對所述偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置，包括預(yù)設(shè)單元，用于預(yù)設(shè)理想場值范圍，所述理想場值范圍包括理想暗場值范圍和理想白場值范圍，所述理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，所述理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值；獲取單元，用于按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，所述光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種；調(diào)整單元，用于當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)；所述實(shí)際場值包括實(shí)際暗場值和實(shí)際白場值?？蛇x地，所述調(diào)整單元包括偏置調(diào)整子單元和偏置調(diào)整子單元；所述偏置調(diào)整子單元，用于調(diào)整偏置系數(shù)；所述增益調(diào)整子單元，用于調(diào)整增益系數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中，首先預(yù)設(shè)理想場值范圍，然后按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種，當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在理想場值范圍之內(nèi)，所以調(diào)整后的光色的實(shí)際場值看起來會亮度適中，各階過渡自然，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化自動調(diào)整，調(diào)整出來的效果精度高，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法第一實(shí)施例流程
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法第二實(shí)施例流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法及裝置，可以數(shù)字化自動調(diào)整，調(diào)整出來的效果精度高，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。 請參閱圖I，本發(fā)明實(shí)施例中基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法第一實(shí)施例包括101、預(yù)設(shè)理想場值范圍；在本實(shí)施例中，視頻ADC接收模擬視頻信號后，輸出數(shù)字RGB信號，本實(shí)施例中可以稱該數(shù)字RGB信號的輸出值為場值。若視頻ADC接收黑色最暗模擬視頻信號，則得到暗場值，若視頻ADC接收白色最亮模擬視頻信號，則得到白場值，當(dāng)視頻ADC接收標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻信號時(shí)，在沒有增益系數(shù)和偏置系數(shù)影響下，得到的場值是理想場值。理想場值范圍包括理想暗場值范圍和理想白場值范圍，理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值,理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值。102、按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種；進(jìn)行ADC調(diào)整之前，可以獲取光色的實(shí)際場值，其中光色由R、G和B三種顏色組成，可以一次獲取三種顏色的實(shí)際場值，當(dāng)需要使用的時(shí)候再將其中某一顏色的實(shí)際場值提取出來，也可以對某種顏色進(jìn)行調(diào)整時(shí)，只獲取這種顏色的實(shí)際場值。需要說明的是，當(dāng)視頻ADC接收黑色最暗模擬視頻信號時(shí)，R、G、B各光色對應(yīng)的理想場值相同，當(dāng)視頻ADC接收白色最亮模擬視頻信號時(shí)，R、G、B各光色對應(yīng)的理想場值也相同，便于統(tǒng)一調(diào)節(jié)，因此，選用白色最亮和黑色最暗模擬視頻信號作為輸入信號。103、當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在理想場值范圍之內(nèi)；實(shí)際場值包括實(shí)際暗場值和實(shí)際白場值。偏置系數(shù)與實(shí)際暗場值相對應(yīng)，增益系數(shù)與實(shí)際白場值相對應(yīng)，通過調(diào)整偏置系數(shù)和增益系數(shù)可以使調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在理想場值范圍之內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，首先預(yù)設(shè)理想場值范圍，然后按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種，當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在理想場值范圍之內(nèi)，預(yù)設(shè)理想場值范圍為調(diào)整增益系數(shù)和偏置系數(shù)提供了依據(jù)，實(shí)現(xiàn)視頻ADC的自動調(diào)整，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。上面簡單介紹了本發(fā)明基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法第一實(shí)施例，下面對本發(fā)明基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法第二實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，請參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例中基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法第二實(shí)施例包括201、預(yù)設(shè)理想場值范圍；
在進(jìn)行調(diào)整之前，F(xiàn)PGA可以在內(nèi)部預(yù)存理想暗場值范圍和理想白場值范圍，假設(shè)本實(shí)施例中的ADC為8位，則ADC的輸出范圍為O到255，可以表達(dá)共256階灰階圖像。其中理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，可以分別為5和10，理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值一個(gè)理想暗場值，可以分別為245和250。202、將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，獲取光色的實(shí)際暗場值；用戶通過將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，打出一幅全黑圖像，前端的視頻ADC會對該模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，轉(zhuǎn)成24位的數(shù)字RGB信號，其形式可以為3組二進(jìn)制數(shù)的組合，每一組表示的分別是紅色R、綠色G和藍(lán)色B，然后用戶啟動視頻ADC偏移系數(shù)自動調(diào)整功能，通知FPGA進(jìn)行相應(yīng)的處理，F(xiàn)PGA首先獲取光色的實(shí)際暗場值。FPGA每隔若干秒，可以為2秒讀取一次當(dāng)前暗場值，總共讀取若干次，可以為10次后，對上述獲得的所有當(dāng)前暗場值求平均值得到實(shí)際暗場值平均值，將上述得到的實(shí)際暗場值平均值作為下面判別步驟中用到的實(shí)際暗場值。203、判斷所述光色的實(shí)際暗場值是否在理想暗場值范圍之內(nèi)，若是則執(zhí)行步驟204，否則執(zhí)行步驟205 ；204、按預(yù)設(shè)的暗場調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)；由于偏置系數(shù)的調(diào)整會影響實(shí)際白場值，而增益系數(shù)的調(diào)整不會影響實(shí)際暗場值，所以先對偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后根據(jù)調(diào)整完畢的偏置系數(shù)和理想白場值可以求得最大理想增益系數(shù)和最小理想增益系數(shù)，根據(jù)實(shí)際白場值、最大理想增益系數(shù)和最小理想增益系數(shù)就可以對增益系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。若光色的實(shí)際暗場值大于最大理想暗場值10，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則減小偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)，若光色的實(shí)際暗場值小于最小理想暗場值5，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則增大偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。上述的暗場增減規(guī)則可以為，由于偏移系數(shù)值就是實(shí)際暗場值，因此，在理想情況下，對偏移系數(shù)的調(diào)整就是對實(shí)際暗場值的調(diào)整。首先對偏移系數(shù)進(jìn)行粗調(diào)，上述的粗調(diào)為獲取理想暗場值的中點(diǎn)值7. 5，用理想暗場值的中點(diǎn)值替代偏移系數(shù)值，獲取此時(shí)的實(shí)際暗場值，若實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則對偏移系數(shù)進(jìn)行微調(diào)，上述的微調(diào)為將理想暗場值分為至少兩份，當(dāng)追求精度的時(shí)候，可以提高劃分的次數(shù)，可以為10次，此時(shí)每份為O. 5，當(dāng)追求速度的時(shí)候，可以降低劃分的次數(shù)，可以為5次，此時(shí)每份為1，以一份為一個(gè)步進(jìn)，每次偏移系數(shù)增大或減小其中一個(gè)步進(jìn)的大小，直到實(shí)際暗場值落在理想暗場值之內(nèi)。上述的暗場增減規(guī)則也可以為，逐步逼近法，根據(jù)最大理想暗場10和最小理想暗場值5可以求得理想暗場值的中點(diǎn)值7. 5，然后求偏移系數(shù)值與理想暗場值的中點(diǎn)值的差值，將上述差值的一半作為步進(jìn)，每次偏移系數(shù)值改變一個(gè)步進(jìn)的大小，然后慢慢逼近理想暗場值的中點(diǎn)值，直到實(shí)際暗場值落在理想暗場值之內(nèi)。205、將接收到的模擬信號設(shè)置為全白最亮，獲取光色的實(shí)際白場值；用戶通過將接收到的模擬信號設(shè)置為全白最亮，打出一幅全白圖像，前端的視頻ADC會對該模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，轉(zhuǎn)成24位的數(shù)字RGB信號，其形式可以為3組二進(jìn)制數(shù)的組合，每一組表示的分別是紅色R、綠色G和藍(lán)色B，然后用戶啟動視頻ADC增益系數(shù)自動調(diào)整功能，通知FPGA進(jìn)行相應(yīng)的處理，F(xiàn)PGA首先獲取光色的實(shí)際白場值。
將接收到的模擬信號設(shè)置為全白最亮，F(xiàn)PGA每隔若干秒，可以為2秒讀取一次當(dāng)前白場值，總共讀取若干次，可以為10次后，對上述獲得的所有當(dāng)前白場值求平均值得到實(shí)際白場值平均值，將上述得到的實(shí)際白場值平均值作為下面判別步驟中用到的實(shí)際白場值。
206、判斷光色的實(shí)際白場值是否在理想白場值范圍之內(nèi)，若是則執(zhí)行步驟207，否則結(jié)束調(diào)整；207、按預(yù)設(shè)的白場調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的增益系數(shù)。若光色的實(shí)際白場值大于最大理想白場值250，則按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則減小增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)，否則若光色的實(shí)際白場值小于最小理想白場值245按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則增大增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)。上述的白場增減規(guī)則可以為，根據(jù)已經(jīng)調(diào)整完畢的偏移系數(shù)值和理想白場值可以求得最大理想增益系數(shù)值和最小理想增益系數(shù)值，此處由于斜率的微小變化會引起實(shí)際白場值較大的變化，所以采用逐步逼近的方法，根據(jù)最大理想增益系數(shù)值和最小理想增益系數(shù)值可以求得理想增益系數(shù)值的中點(diǎn)值247. 5，然后求現(xiàn)在增益系數(shù)值與理想增益系數(shù)值的中點(diǎn)值的差值，將上述差值的一半作為步進(jìn)，每次增益系數(shù)值改變一個(gè)步進(jìn)的大小，然后慢慢逼近理想增益系數(shù)值的中點(diǎn)值，直到實(shí)際白場值落在理想白場值之內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，首先預(yù)設(shè)理想場值范圍，然后按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種，當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在理想場值范圍之內(nèi)。可以逐一獲取光色的實(shí)際場值，再與理想場值作比較，；也可以一次獲取三種光色的實(shí)際場值，再逐一與理想場值作比較，來調(diào)整偏置系數(shù)和增益系數(shù)。本實(shí)施例對調(diào)整規(guī)則做了詳細(xì)描述，先對偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，再對增益系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整過程中采用逐步逼近法，使得調(diào)整出來的效果精度高，更適合數(shù)字化自動調(diào)整。上面對本發(fā)明基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法的第二實(shí)施例作了詳細(xì)描述，特別是偏置系數(shù)和增益系數(shù)的調(diào)整過程，下面介紹本發(fā)明實(shí)施例提供的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置實(shí)施例，請參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例中基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置實(shí)施例包括預(yù)設(shè)單元301，用于預(yù)設(shè)理想場值范圍，所述理想場值范圍包括理想暗場值范圍和理想白場值范圍，所述理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，所述理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值；獲取單元302，用于按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，所述光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種；調(diào)整單元303，用于當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)；所述實(shí)際場值包括實(shí)際暗場值和實(shí)際白場值。上述調(diào)整單元303進(jìn)一步包括偏置調(diào)整子單元3031,用于調(diào)整偏置系數(shù)；增益調(diào)整子單元3032，用于調(diào)整增益系數(shù)。
下面用一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子對本發(fā)明實(shí)施例提供的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置中各個(gè)單元之間的通信方式做詳細(xì)的描述。在進(jìn)行調(diào)整之前，預(yù)設(shè)單元301可以在內(nèi)部預(yù)存理想暗場值范圍和理想白場值范圍，假設(shè)本實(shí)施例中的ADC為8位，則ADC的輸出范圍為O到255，可以表達(dá)共256階灰階圖像。其中理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，可以分別為5和10，理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值一個(gè)理想暗場值，可以分別為245和250。用戶通過將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，打出一幅全黑圖像，前端的視頻ADC會對該模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，轉(zhuǎn)成24位的數(shù)字RGB信號，其形式可以為3組二進(jìn)制數(shù)的組合，每一組表示的分別是紅色R、綠色G和藍(lán)色B，然后用戶啟動視頻ADC偏移系數(shù)自動調(diào)整功能，通知FPGA進(jìn)行相應(yīng)的處理。首先由獲取單元302獲取光色的實(shí)際暗場值。獲取單元302每隔若干秒，可以為2秒讀取一次實(shí)際暗場值，總共讀取若干次，可以為10次后，對上述獲得的所有實(shí)際暗場值求平均值得到實(shí)際暗場值平均值，將上述得到的實(shí)際暗場值平均值作為下面判別步驟中用到的實(shí)際暗場值。由于偏置系數(shù)的調(diào)整會影響實(shí)際白場值，而增益系數(shù)的調(diào)整不會影響實(shí)際暗場值，所以先對偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后根據(jù)調(diào)整完畢的偏置系數(shù)和理想白場值可以求得最大理想增益系數(shù)和最小理想增益系數(shù)，根據(jù)實(shí)際白場值、最大理想增益系數(shù)和最小理想增益系數(shù)就可以對增益系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。若光色的實(shí)際暗場值大于最大理想暗場值10，則偏置調(diào)整子單元3031按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則減小偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)，若光色的實(shí)際暗場值小于最小理想暗場值5，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則增大偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。上述的暗場增減規(guī)則可以為，由于偏移系數(shù)值就是實(shí)際暗場值，因此，在理想情況下，對偏移系數(shù)的調(diào)整就是對實(shí)際暗場值的調(diào)整。首先對偏移系數(shù)進(jìn)行粗調(diào)，上述的粗調(diào)為獲取理想暗場值的中點(diǎn)值7. 5，用理想暗場值的中點(diǎn)值替代偏移系數(shù)值，獲取此時(shí)的實(shí)際暗場值，若實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則對偏移系數(shù)進(jìn)行微調(diào)，上述的微調(diào)為將理想暗場值分為至少兩份，當(dāng)追求精度的時(shí)候，可以提高劃分的次數(shù)，可以為10次，每份為
O.5，當(dāng)追求速度的時(shí)候，可以降低劃分的次數(shù)，可以為5次，每份為1，每次偏移系數(shù)增大或減小其中一份的大小，直到實(shí)際暗場值落在理想暗場值之內(nèi)。上述的暗場增減規(guī)則也可以為，逐步逼近法，根據(jù)最大理想暗場10和最小理想暗場值5可以求得理想暗場值的中點(diǎn)值7. 5，然后求偏移系數(shù)值與理想暗場值的中點(diǎn)值的差值，每次偏移系數(shù)值移動上述差值的一半，然后慢慢逼近理想暗場值的中點(diǎn)值，直到實(shí)際暗場值落在理想暗場值之內(nèi)。用戶通過將接收到的模擬信號設(shè)置為全白最亮，打出一幅全白圖像，前端的視頻ADC會對該模擬信號進(jìn)行數(shù)字化，轉(zhuǎn)成24位的數(shù)字RGB信號，其形式可以為3組二進(jìn)制數(shù)的組合，每一組表示的分別是紅色R、綠色G和藍(lán)色B，然后用戶啟動視頻ADC增益系數(shù)自動調(diào)整功能，通知FPGA進(jìn)行相應(yīng)的處理。獲取單元302首先獲取光色的實(shí)際白場值。獲取單元302每隔若干秒，可以為2秒讀取一次實(shí)際白場值，總共讀取若干次，可以為10次后，對上述獲得的所有實(shí)際白場值求平均值得到實(shí)際白場值平均值，將上述得到的實(shí)際白場值平均值作為下面判別步驟中用到的實(shí)際白場值。若光色的實(shí)際白場值大于最大理想白場值250，則增益調(diào)整子單元3032按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則減小增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)，否則若光色的實(shí)際白場值小于最小理想白場值245，則按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則增大增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)。上述的白場增減規(guī)則可以為，根據(jù)已經(jīng)調(diào)整完畢的偏移系數(shù)值和理想白場值可以求得最大理想增益系數(shù)值和最小理想增益系數(shù)值，此處由于斜率的微小變化會引起實(shí)際白場值較大的變化，所以采用逐步逼近的方法，根據(jù)最大理想增益系數(shù)值和最小理想增益系數(shù)值可以求得理想增益系數(shù)值的中點(diǎn)值247. 5，然后求現(xiàn)在增益系數(shù)值與理想增益系數(shù)值的中點(diǎn)值的差值，每次現(xiàn)在增益系數(shù)值移動上述差值的一半，然后慢慢逼近理想增益系數(shù)值的中點(diǎn)值，直到實(shí)際白場值落在理想白場值之內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，首先預(yù)設(shè)單元301預(yù)設(shè)理想場值范圍，然后獲取單元302按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種，當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，調(diào)整單元303按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在理想場值范圍之內(nèi)，所以調(diào)整后的光色的實(shí)際場值看起來會亮度適中，各階過渡自然，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化自動調(diào)整，調(diào)整出來的效果精度高，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。以上對本發(fā)明所提供的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，包括 預(yù)設(shè)理想場值范圍，所述理想場值范圍包括理想暗場值范圍和理想白場值范圍，所述理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，所述理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值； 按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，所述光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種； 當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)； 所述實(shí)際場值包括實(shí)際暗場值和實(shí)際白場值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)包括 將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，獲取光色的實(shí)際暗場值； 若所述光色的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則按預(yù)設(shè)的暗場調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)； 將接收到的模擬信號設(shè)置為全白最亮，獲取光色的實(shí)際白場值； 若所述光色的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則按預(yù)設(shè)的白場調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)包括 將接收到的模擬信號設(shè)置為全黑最暗，獲取R的實(shí)際暗場值； 若R的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述R的偏置系數(shù)直到所述R的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)； 獲取G的實(shí)際暗場值； 若G的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述G的偏置系數(shù)直到所述G的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)； 獲取B的實(shí)際暗場值； 若B的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述B的偏置系數(shù)直到所述B的實(shí)際暗場值在所述理想暗場值范圍之內(nèi)； 將模擬信號設(shè)置為全白最亮，獲取R的實(shí)際白場值； 若R的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述R的增益系數(shù)直到所述R的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)； 獲取G的實(shí)際白場值； 若G的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述G的增益系數(shù)直到所述G的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)； 獲取B的實(shí)際白場值； 若B的實(shí)際白場值不在理想白場值范圍之內(nèi)，則調(diào)整所述B的增益系數(shù)直到所述B的實(shí)際白場值在所述理想白場值范圍之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述暗場調(diào)整規(guī)則包括 若光色的實(shí)際暗場值大于最大理想暗場值，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則減小所述偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)，若光色的實(shí)際暗場值小于最小理想暗場值，則按預(yù)設(shè)的暗場增減規(guī)則增大所述偏置系數(shù)直到實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述白場調(diào)整規(guī)則包括 若光色的實(shí)際白場值大于最大理想白場值，則按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則減小所述增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)，若光色的實(shí)際白場值小于最小理想白場值，則按預(yù)設(shè)的白場增減規(guī)則增大所述增益系數(shù)直到實(shí)際白場值在理想白場值范圍之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述暗場增減規(guī)則包括 粗調(diào)所述偏置系數(shù)； 當(dāng)粗調(diào)后的光色的實(shí)際暗場值不在理想暗場值范圍之內(nèi)時(shí)，微調(diào)所述偏置系數(shù)，直至實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)； 所述粗調(diào)包括將偏置系數(shù)調(diào)整至理想暗場值中點(diǎn)處； 所述微調(diào)包括將理想暗場值分為至少兩份，每次調(diào)整其中的一份。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述暗場增減規(guī)則包括 獲取偏置系數(shù)和理想暗場值中點(diǎn)之間的差值； 將差值的二分之一作為步進(jìn)； 按照所述步進(jìn)對所述偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法，其特征在于，所述白場增減規(guī)則包括 根據(jù)已調(diào)整的偏置系數(shù)和理想白場值獲得理想增益系數(shù)，所述理想增益系數(shù)包括最大理想增益系數(shù)和最小理想增益系數(shù)； 根據(jù)理想增益系數(shù)得到理想增益系數(shù)的中點(diǎn)值； 獲取增益系數(shù)和理想增益系數(shù)的中點(diǎn)值之間的差值； 將差值的二分之一作為步進(jìn)； 按照所述步進(jìn)對所述偏置系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至實(shí)際暗場值在理想暗場值范圍之內(nèi)。
9.一種基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置，其特征在于，包括 預(yù)設(shè)單元，用于預(yù)設(shè)理想場值范圍，所述理想場值范圍包括理想暗場值范圍和理想白場值范圍，所述理想暗場值范圍包括最小理想暗場值和最大理想暗場值，所述理想白場值范圍包括最小理想白場值和最大理想白場值； 獲取單元，用于按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，所述光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種； 調(diào)整單元，用于當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)；所述實(shí)際場值包括實(shí)際暗場值和實(shí)際白場值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整裝置，其特征在于，所述調(diào)整單元包括偏置調(diào)整子單元和偏置調(diào)整子單元； 所述偏置調(diào)整子單元，用于調(diào)整偏置系數(shù)； 所述增益調(diào)整子單元，用于調(diào)整增益系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法及裝置，可以數(shù)字化自動調(diào)整，調(diào)整出來的效果精度高，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。本發(fā)明實(shí)施例方法包括預(yù)設(shè)理想場值范圍；按預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則獲取光色的實(shí)際場值，所述光色為紅色R、綠色G或藍(lán)色B中的至少一種；當(dāng)光色的實(shí)際場值不在理想場值范圍之內(nèi)時(shí)，按預(yù)設(shè)的調(diào)整規(guī)則調(diào)整所述光色對應(yīng)的偏置系數(shù)和增益系數(shù)直到調(diào)整后的光色的實(shí)際場值在所述理想場值范圍之內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于FPGA的模擬視頻ADC自動調(diào)整方法及裝置，可以數(shù)字化自動調(diào)整，調(diào)整出來的效果精度高，調(diào)整結(jié)果統(tǒng)一可靠，且大大縮短了調(diào)整時(shí)間。
文檔編號H04N5/52GK102932613SQ20121051017
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者陳羽 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司