專利名稱：顯示器圖像信號的Gamma校正電路的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于顯示器技術(shù)領域，更具體地說涉及用于電視、電腦等的顯示器的圖像信號的校正電路的改進。
背景技術(shù)：
用于電視、電腦等的顯示器的圖像亮度響應與輸入信號(電壓)之間是非線性關系L＝Er。因此，在輸入信號驅(qū)動顯示器之前，必須將輸入信號進行預處理。Gamma校正就是為再現(xiàn)正確的亮度響應對這種非線性響應采取的補償措施，其校正函數(shù)為L＝ 校正后恢復正確的線性關系。Gamma校正電路是所有顯示器正常工作不可缺少的重要部件。
已有的Gamma校正電路是采用8位或更低位的Gamma校正，其中以8位的居多。這些校正電路導致圖像中亮暗處的灰度級的較大損失，尤其是對暗的損失更大。從1.0～20基本上損失掉了，作為一個值處理。而且，這種情況對于圖像的對比度、亮度的調(diào)整和dither處理的靈活性也有一定的影響。
本實用新型的目的，就在于克服上述缺點和不足，提供一種可以提高對于顏色深度的控制，避免圖像亮暗處灰度級的損失，有利于對比度、亮度的調(diào)整和dither(消除抖動)處理，明顯改善圖像質(zhì)量的顯示器圖像信號的Gamma校正電路。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，本實用新型至少包括與data-ready(讀數(shù)據(jù))、r-state(r狀態(tài))、b-state(b狀態(tài))、g-state(g狀態(tài))、polk(時鐘)信號端連接的由與門和D觸發(fā)器組成的邏輯處理電路，與邏輯處理電路的輸出端及nreset(復位)、data(數(shù)據(jù))[7:0]、pclk信號端連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端及en、r[7:0](或g[7:0]、b[7:0])、pclk信號端連接的查找表模塊以及與查找表模塊的[9:0]輸出端和pclk信號連接的D觸發(fā)器。D觸發(fā)器最后輸出經(jīng)Gamma校正后的10位r、g、b信號。
傳統(tǒng)的8位校正處理采用newR(新R)＝Rr×255，本實用新型采用的則是newR=Rr×1023。上述r-state、b-state、g-state分別代表三基色當時的數(shù)據(jù)狀態(tài)。本電路的邏輯處理電路將它們分別取主要的(leading-one)，產(chǎn)生控制信號r-w、g-w、b-w，然后相與，生成rgb-w，用它來控制indata(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換)模塊的工作。Nreset是復位信號，電路中采用在nreset的下降沿異步復位。Pclk是時鐘信號，電路中采用在時鐘的上升沿觸發(fā)。
本電路主要包括兩個模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和查找表模塊(Look-Up-TableLUT)亦即r-gamma-lut、g-gamma-lut、b-gamma-lut模塊。R-out[9:0]可從r-gamma-lut查表得到，即Gamma校正后的輸出。G-out[9:0]、b-out[9:0]亦然。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊至少包括將I2C總線輸入的8位數(shù)據(jù)暫存的寄存器，與暫存器連接在依次輸入的4個8位數(shù)據(jù)的最低位分別加上暫存在寄存器中的8位數(shù)的7～6位、5～4位、3～2位、1～0位組成4組10位數(shù)據(jù)的計數(shù)器，與計數(shù)器連接的尋址器。尋址器控制產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的10位數(shù)據(jù)流的相應地址。查找表模塊為256×10位存儲器。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊為專門設計的8位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)10位的功能模塊。其實現(xiàn)的主要功能是將I2C寫Gamma表時傳輸來的8bit數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位的Gamma表數(shù)據(jù)，以便于將其寫入10位的RAM中。具體的實現(xiàn)是將I2C輸入的第一個8位數(shù)據(jù)先暫存在寄存器中，在隨后依次輸入的4個8位數(shù)據(jù)的最低位分別加上暫存在寄存器中的8位數(shù)的7～6位、5～4位、3～2位和1～0位，組成4組10位數(shù)據(jù)。這4組10位數(shù)據(jù)就是將要寫入Gamma表中的數(shù)據(jù)，即data-out[9:0]。由于在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中每隔5個為一個周期，所以在電路中設計了一個以5為周期的計數(shù)器，由它控制產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的10位數(shù)據(jù)流的相應地址addr[7:0]。如此就將I2C輸入的320個8位數(shù)據(jù)data[7:0]組合成256個10位數(shù)據(jù)data-out[9:0]，并產(chǎn)生了相應的256個地址，用來寫入r-gamma-lut模塊。
R-gamma-lut模塊為256×10的存儲器，用來存儲轉(zhuǎn)換后的10位gamma表數(shù)據(jù)，也就是gamma校正中的查找表。它是用Xilinx的工具軟件ISE4的core generator產(chǎn)生并嵌入到電路中的。RAM的地址為0～256，寫表的時候按照地址遞增順序?qū)懭?。因為R、G、B信號的位寬剛好是8位，在查表時就以R、G、B信號的值作為地址從LUT中查出相應的10位值，這就是gamma校正后的10位新的newR，即r-out。從而完成了數(shù)字圖像的10位gamma校正功能。同理可得到newG、newB。
本實用新型大大提高了顯示器對于顏色深度的控制，避免了圖像亮暗處灰度級的損失，有利于對比度、亮度的調(diào)整和dither處理，明顯改善了圖像質(zhì)量。它可廣泛應用于電視機、電腦、監(jiān)控器等裝置使用的各種顯示器中。


圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的方框圖。
圖3為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
圖4為顯示器的亮度曲線圖。
圖5為gamma校正曲線圖。
圖6為經(jīng)gamma校正后的曲線圖。
具體實施方式
實施例1.一種顯示器圖像信號的Gamma校正電路，見圖1。為簡化，圖中只畫出了r-out[9:0]的一種情況。它至少包括與data-ready(讀數(shù)據(jù))、r-state(r狀態(tài))、b-state(b狀態(tài))、g-state(g狀態(tài))、pclk(時鐘)信號端連接的由與門和D觸發(fā)器組成的邏輯處理電路1，與邏輯處理電路1的輸出端及nreset(復位)、data(數(shù)據(jù))[7:0]、pclk信號端連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊2，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端及en、r[7:0](或g[7:0]、b[7:0])、pclk信號端連接的查找表模塊3以及與查找表模塊的[9:0]輸出端和pclk信號連接的D觸發(fā)器4。D觸發(fā)器4最后輸出經(jīng)Gamma校正后的10位r、g、b信號。圖3所示，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊2至少包括將I2C總線輸入的8位數(shù)據(jù)暫存的寄存器5，與寄存器5連接在依次輸入的4個8位數(shù)據(jù)的最低位分別加上暫存在寄存器5中的8位數(shù)的7～6位、5～4位、3～2位、1～0位組成4組10位數(shù)據(jù)的計數(shù)器6，與計數(shù)器6連接的尋址器7。尋址器7控制產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的10位數(shù)據(jù)流的相應地址。圖1中查找表模塊3為256×10位存儲器。圖2中虛線框表示的是分拆的一個8位數(shù)據(jù)，將其相應的2位分別加在其它4個數(shù)據(jù)的最低位，形成4個10位數(shù)據(jù)。
圖4示出了顯示器的原始亮度曲線，為非線性關系。圖5示出了gamma校正曲線。圖6示出了經(jīng)gamma校正后的亮度曲線，已經(jīng)調(diào)整為較理想的線性關系。經(jīng)I2C輸入的8位數(shù)據(jù)已轉(zhuǎn)換為10位數(shù)據(jù)data-out[9:0]，并產(chǎn)生了相應的256個地址addr-out[7:0]。然后在時鐘信號的控制下將data-out[9:0]寫入查找表模塊，完成寫表工作。Gamma校正時，在每個時鐘的上升沿以輸入的r、g、b信號值做為地址，從查找表模塊中查出相應的10位數(shù)值作為輸出r-out[9:0]、g-out[9:0]、b-out[9:0]，實現(xiàn)Gamma校正功能。
實施例1可提高對于顏色深度的控制，避免圖像亮暗處灰度級的較大損失，明顯改善圖像質(zhì)量。它可廣泛應用于各種顯示器的圖像處理中。
權(quán)利要求1.一種顯示器圖像信號的Gamma校正電路，其特征在于它至少包括與data-ready讀數(shù)據(jù)、r-state狀態(tài)、b-state狀態(tài)、g-state狀態(tài)、pclk時鐘信號端連接的由與門和D觸發(fā)器組成的邏輯處理電路，與邏輯處理電路的輸出端及nreset復位、data數(shù)據(jù)[7:0]、pclk信號端連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端及r[7:0]或g[7:0]或b[7:0]三者之一、en、pclk信號端連接的查找表模塊以及與查找表模塊的[9:0]輸出端和pclk信號連接的D觸發(fā)器，D觸發(fā)器最后輸出經(jīng)Gamma校正后的10位r、g、b信號。
2.按照權(quán)利要求1所述的顯示器圖像信號的Gamma校正電路，其特征在于所說的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊至少包括將I2C總線輸入的8位數(shù)據(jù)暫存的寄存器，與暫存器連接在依次輸入的4個8位數(shù)據(jù)的最低位分別加上暫存在寄存器中的8位數(shù)的7～6位、5～4位、3～2位、1～0位組成4組10位數(shù)據(jù)的計數(shù)器，與計數(shù)器連接的尋址器，尋址器控制產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的10位數(shù)據(jù)流的相應地址。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的顯示器圖像信號的Gamma校正電路，其特征在于所說的查找表模塊為256×10位存儲器。
專利摘要一種顯示器圖像信號的Gamma校正電路，屬于顯示器技術(shù)。它至少包括由與門和D觸發(fā)器組成的邏輯處理電路，與上述電路輸出端及復位、數(shù)據(jù)[7:0]、時鐘信號端連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端及en、r[7:0](或g[7:0]、b[7:0])、時鐘信號端連接的查找表模塊，輸出經(jīng)Gamma校正后的10位r、g、b信號。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊至少包括將輸入的8位數(shù)據(jù)暫存的寄存器，與寄存器連接的4組10位數(shù)據(jù)的計數(shù)器，與計數(shù)器連接的尋址器。查找表模塊為256×10位存儲器。它可提高顯示器對顏色深度的控制，避免灰度級的較大損失，有利于對比度、亮度的調(diào)整，明顯改善圖像質(zhì)量。可廣泛應用于電視、電腦用各種顯示器的圖像處理中。
文檔編號G09G5/10GK2626004SQ0321671
公開日2004年7月14日 申請日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者丁勇, 戰(zhàn)嘉瑾, 劉志恒, 陳永強, 何云鵬, 繆建兵 申請人:海信集團有限公司