专利名称：彩色扩印机成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色扩印机成像装置，涉及对数字图像和视频图像的质量处理技术。
背景技术：
现有同类产品，一般采用模拟12位方式输出。液晶显示时，需要对亮度、对比度、竖道、杂点、重影等电位器进行调节。在使用一段时间后，电位器衰减会对液晶显示产生严重的不良后果，甚至不能正常显示。
发明内容
为改进前述彩色扩印机调整图像质量过程中存的问题，本发明提供一种新型的彩色扩印机成像装置；该装置是电脑显卡的图像信息，经接DVI接口电路、DVI接收电路，送至图像处理电路，经驱动电路送至LCD液晶显示器；另一单片处理机CPU接受图像调整装置送来的图像调整信号，经A/D转换后送至图像处理电路；另一电平转换电路将图像处理电路和单片机的控制信号电平，转换成LCD显示要求的电平。
所述图像调整装置是电路中设置的直流电平调节器，包括亮度、对比度、坚道1、坚道2电位器；基准电位器、奇偶电位器、闪烁电位器和残影电位器。
将图像调整装置中的调整参数输入到图像处理电路中，是由单片机CPU内的软件完成的，单片机CPU内设置的软件工作步骤是(1)单片机端口初始化；(2)DVI接收到信号吗？(3)如接收到信号，读亮度、对比度、竖道电位器电压值；(4)视频信号处理器寄存器初始化；(5)通过三线串行口设置视频信号处理器相应的寄存器；(6)上电初始化＝1吗？(7)如不是，单片机读亮度、对比度、竖道电位器电压值；(8)如是，延迟100ms；(9)通过三线串行口设置视频信号处理器的亮度、对比度寄存器；(10)三线串行口设置视频信号处理器的竖道寄存器；(11)保存参数有效且调整亮度、对比度或竖道有效否？(12)如果有效，则点亮DVI指示灯，把亮度、对比度、竖道的值写入FLASH，熄灭DVI指示灯；(13)调整亮度、对比度开关有效否？(14)如有效，则将读取的亮度、对比度值写入视频信号处理的寄存器中；(15)调整竖道开关有效否？
(16)如有效，则读取竖道的值，延时300ms，写入视频信号处理器的寄存器中；(17)工作指示灯标志＝1？(18)如是，则点亮工作指示灯；(19)如不是，则熄灭工作指示灯；(20)单片机进入空闲状态，返回至11。
单片机通过三线串行口加载到视频信号处理器中的参数还有图像扫描参数、分辨率控制数据、颜色均衡数据、Gamma数据、残影数据、图像中心位置调整数据。
其中颜色均衡的调整方法是(1)设置模拟寄存器C85H；(2)寄存器C80h的b0设为“0”；(3)是否多于1个VSYNC输入信号？(4)如是，则寄存器C80h的b0设为“1”；(5)是否多于1个VSYNC输入信号？(6)如是，则写红R、黄G、绿B的修正参数到RAM-DI寄存器；(7)是否修改完所有数据？(8)如是，则结束，否则继续写。
本发明的优点是，1、操作方便；2、实现了对亮度、对比度、残影、竖道的调整；3、应用DVI接口，提供最好的图像质量，减少了信号在传输过程中的损失；4、整块驱动板全部由低电压供电，对人体无任何伤害。
本发明为全部数字信号处理，在使用过程中不与电位器发生关系，亮度、对比度等数据都存放在处理器中，使用之前可以打开拨码开关使驱动板进入电位器调节状态，此时通过电位器调节，把液晶屏调整到显示的最佳状态，再通过关闭拨码开关，把电位器的电压值转换为真正可以使用的参数数据，存放在寄存器中。在使用过程中稳定性比较好。
附图1是本发明的方框图。
附图2是单片机CPU调整图像参数的流程图。
附图3是颜色均衡调整方法流程图。
附图4是三线串行数据传输模式波形图。
具体实施例方式
请参阅附图1所示，电脑显卡的图像信息1，经接DVI接口电路2、DVI接收电路3，送至图像处理电路4，经驱动电路5送至LCD液晶显示器6；另一单片处理机CPU8接受图像调整装置7送来的图像调整信号，经A/D转换后送至图像处理电路4；另一电平转换电路9将图像处理电路4和单片机CPU8控制信号电平，转换成LCD显示要求的电平。
显卡产生的图像信号经过DVI接口的TMDS通道发送给DVI接收器，DVI接受器通过串-并转换，形成每个像素点10位数字信号，并与时钟信号，行、场同步控制信号一起传给图像处理器，图像处理器结合单片机传送来的控制信息，将控制信号送给电平转换电路。而视频信号将被送给4片视频信号驱动芯片。视频信号驱动芯片产生的24路电压信号连同电平转换电路送出的控制信号一起送给LCD显示屏。
DVI(数字视频)接口电路，可以通过电缆和显卡相连，用来接收显卡发送的数据和时钟。以TMDS(数字视频均衡器)方式传送给DVI接收器。此过程并未涉及到AD转换，不会造成信号损失，与VGA信号相比，会得到较高的图像质量。
DVI接收电路2使用Silicon Image的SIL1161CTU芯片解码，该芯片最高支持UXGA(1600个水平象素和1200个垂直象素——1600*1200)分辨率，24位/像素，16.7M真彩色，QFP100脚封装架构。
该接收电路在UXGA速度下支持10m长的电缆，兼容DVI1.0协议。完成把接收到的串行数据按照每像素点2位(高2位)R、4位(高4位)G、4位(高4位)B的形式组成10位数字信号，同时输出时钟，行、场同步等控制信号。每个时钟输出2个像素点的数据给图像处理器。行、场同步信号，用来控制LCD的扫描起始位置。
图像处理电路4，采用芯片L3E07050K0B，3.3V电源和2.5V双电源支持；运行的最大时钟频率为85MHZ，R、G、B通道可以交换，灰度范围10bit。图像处理器通过R、G两个通道处理，收到的像素信号同时输出相应的采样保持时钟，开始转换脉冲，开始数据输入等控制信号给视频信号驱动芯片。并根据从单片机接收的数据，完成像亮度，对比度，Gamma校正，颜色均匀校正，和画面品质改进。它还产生时间控制信号输出给电平转换芯片，用来驱动TFT液晶屏的显示。
驱动电路5，采用芯片L3E0607D0A，3.3V逻辑电路电源支持，15V模拟信号电源支持；提供10位快速DA转换，工作频率最大85MHZ。6通道模拟电压输出，电压输出范围宽1.5V-13.5V，可以直接驱动LCD屏。L3P13Y-25G01有24通道模拟输入，因此分别用4片驱动芯片。驱动芯片接收视频信号处理器送来的像素信号，和控制信号。根据控制信号的时序要求完成DA转换和电平输出。
电平转换电路9，采用芯片L3E01031F0A，3.3V数字电源支持，15V模拟信号电源支持，转换频率最大4.2MHZ，完成对视频信号处理器和单片机输出的控制信号进行电压或电平转换。将低电压信号转换成高电压信号或高、低电平转换用来驱动液晶屏。该芯片能针对扫描控制信号在传输过程中产生的相位误差进行延迟补偿；因此最大可能地保证控制信号按照设计的要求协调工作，从而使显示更稳定。
单片机8(CPU)，采用芯片C8051F022，3.3V单电源支持，64KFLASH程序空间；而CPU本身的3.3V特性本身也为了简化电源设计提供了便捷；该CPU自带有10bit A/D转换，自带2.4V Ref，使外围设计相当便捷，因此为节约板面空间提供了方便；支持ISP(系统可编程)。
单片机8用来将采集到的亮度、对比度、竖道等的电压值，通过AD转换生成控制亮度、对比度、竖道等的数据。写入视频信号处理器的相应寄存器中。它还控制视频信号转换芯片的数据输入时间和芯片内部通道的转换顺序。单片机还输出Y轴方向控制信号，通过电平转换后控制LCD的Y轴扫描方向。
驱动板将和显卡通讯的信息存储到1片1K的串行EEPROM中。
图像调整装置在驱动板上装有亮度、对比度、竖道1、竖道2电位器与单片机的AD输入管脚相连，调节电位器时，电压值通过单片机的AD转换单元转换为数字量，写入图像处理器的相应寄存器中，改变图象处理器输出的图象质量，从而起到调节LCD图像的目的。
基准电位器与视频驱动芯片的管脚相连，用来设置DA转换输出的电压范围。
奇偶电位器通过电压跟随器与视频驱动芯片的管脚相连，用来设定DA转换中心视频信号的电压，电压范围6V-12V。
闪烁电位器直接与L3P13Y-25G01的一个管脚相连，用来调整LCD的反相电压，电压范围5.4V-6.6V。
残影电位器与电平转换芯片相连控制LCD的辅助信号。
为了便于调试和功能扩展还设计串口通讯功能，通过串口上位机可以调整亮度、对比度、中心位置。也可以查看程序版本号，串行通讯芯片选用MAX232。
外电源支持20V、5V，采用外部开关电源独立供电，特点是输出电压稳定性高，纹波小，具有过压，过流保护功能。5V功率大于5W，20V功率大于20W，电源总功率在25W-30W，电源外壳必须和大地相连接。
驱动板上电源分配20V电源经过15V稳压芯片后，提供15V电源给驱动芯片、电平转换芯片和LCD屏的高电压端口，板上采用LC滤波电路，防止工频和其他谐波通过电源干扰图象。
5V电源经过3.3V电源芯片后经过LC滤波电路，提供3.3V工作电压给DVI接受器、图象处理器、视频信号驱动芯片、电平转换芯片逻辑电源端口和CPU。所有芯片在电源端口处接入0.1微法的无极性电容，用来吸收尖峰干扰脉冲。
5V电源经过2.5V稳压芯片后，经过LC滤波电路，提供给图象处理器的电源。
软件设计芯片上电后，程序首先建立单片机(CPU)的工作状态，以及初始化端口的工作模式，初始化ADC的工作模式，然后初始化时钟为内部时钟模式，并对程序中所用到的缓冲区清空；初始化完毕后，程序开始加载标准数据，配置标准信号处理参数；如果用户如何调整程序，则加载用户调整数据，更改图像显示状态。
程序首先检测DVI接受器的SCDT电平，如果SCDT信号为低电平，程序一直等待，SCDT信号为高电平，说明接收到信号，程序进入主循环，开始不停的检测拨码开关的状态，如果拨码开关状态改变，说明有用户调整程序，程序将接收到的数据写入图像处理器或自身的FLASH寄存器中。
软件设计的时候为了保证数据调整后的稳定性，通过一个8bit的拨码开关，用来切换亮度、对比度、竖道等的用户调整模式和工作模式。当开关拨到ON模式为用户调整模式，反之OFF模式为工作模式。当任何一个功能在调整模式时候，板上的工作指示灯将闪烁。调整好后必须把开关切换到ON，否则图象可能会受到实时电压的波动或者器件参数的波动带来的影响。
单片机端口初始化及功能1、P0.0和P0.1配置为串口(URAT0)模式，通过串口，上位机可以调整亮度、对比度、中心位置。也可以查看程序版本号。P0.2、P0.3、P0.4、P0.5分别为三线串行口SDATA(串行数据)、SCLK(串行时钟)、SCS(串行芯片选择)、RESET(系统复位)。
2、P1口配置为数字输入模式，通过P1口采集8位拨码开关状态。然后根据拨码开关状态执行对应操作。其中P1.0位写入单片机FLASH模式选择，P1.1为对比度和亮度调整模式，P1.2为竖道调整模式，P1.3为驱动芯片通道转换顺序控制模式，P1.4为上电初始化模式选择。
3、P4口配置为数字输入模式，其中P4.4控制单片机工作指示灯，P4.3控制DVI通讯指示灯。
关于模数转换初始化1ADC0初始化为中断方式，当某个通道转换完成后软件中断，读取该通道的转换值并且保存到A/D数据缓存，然后切换到下一组转换通道。ADC0共八个转换通道，这里只使用5个，分别对应亮度模拟调整，对比度模拟齐整，竖道1，竖道2模拟调整，重影调整。模拟调整优先于UART0的调整数据，也就是说，当模拟调整开关切换到调整模式的时候，模拟调整的数据会覆盖基于UART0调整的数据，这样设计是为了保证数据的完整性。
图像处理芯片L3E07050K0B的控制1、单片机端口初始化完成后，调用视频信号处理器，对其寄存器进行初始化。
2、通过三线串行接口加载单片机通过AD转换的到的数据或存储在FLASH ROM中的亮度、对比度、竖道、重影用户调整数据；加载图像扫描参数、分辨率控制数据、颜色均衡数据、Gamma数据、残影数据、图像中心位置调整数据使图形进入正常状态。
3、同类型的数据被写入单一地址的设置寄存器中。
权利要求
1.一种彩色扩印机成像装置，其特征在于电脑显卡的图像信息，经接DVI接口电路、DVI接收电路，送至图像处理电路，经驱动电路送至LCD液晶显示器；另一单片处理机CPU接受图像调整装置送来的图像调整信号，经A/D转换后送至图像处理电路；另一电平转换电路将图像处理电路和单片机CPU输出的控制信号相关电平，转换成LCD显示要求的电平。
2.按权利要求1所述的彩色扩印机成像装置，其特征在于图像调整装置是电路中设置的直流电平调节器，包括亮度、对比度、坚道1、坚道2电位器；基准电位器、奇偶电位器、闪烁电位器和残影电位器。
3.一种彩色扩印机成像装置的图像参数调整方法，其特征在于该方法由单片机CPU内设置的软件完成，其步骤是(1)单片机端口初始化；(2)DVI接收到信号吗？(3)如接收到信号，读亮度、对比度、竖道电位器电压值；(4)视频信号处理器寄存器初始化；(5)通过三线串行口设置视频信号处理器相应的寄存器；(6)上电初始化＝1吗？(7)如不是，单片机读亮度、对比度、竖道电位器电压值；(8)如是，延迟100ms；(9)通过三线串行口设置视频图像处理器的亮度、对比度寄存器；(10)三线串行口设置视频图像处理器的竖道寄存器；(11)保存参数有效且调整亮度、对比度或竖道有效否？(12)如果有效，则点亮DVI指示灯，把亮度、对比度、竖道的值写入FLASH寄存器，熄灭DVI指示灯；(13)调整亮度、对比度开关有效否？(14)如有效，则将读取的亮度、对比度值写入视频信号处理的寄存器中；(15)调整竖道开关有效否？(16)如有效，则读取竖道的值，延时300ms，写入视频信处理器的寄存器中；(17)工作指示灯标志＝1？(18)如是，则点亮工作指示灯；(19)如不是，则熄灭工作指示灯；(20)单片机进入空闲状态，返回至(11)。
4.按权利要求3所述彩色扩印机成像装置的图像参数调整方法，其特征在于单片机通过三线串行口加载到视频图像处理器中的参数还有图像扫描参数、分辨率控制数据、颜色均衡数据、Gamma数据、残影数据、图像中心位置调整数据。
5.按权利要求4所述彩色扩印机成像装置的图像参数调整方法，其特征在于颜色均衡的调整的方法是a)设置模式寄存器C85H；b)寄存器C80h的b0设为“0”；c)是否多于1个VSYNC输入信号？d)如是，则寄存器C80h的b0设为“1”；e)是否多于1个VSYNC输入信号？f)如是，则写红R、黄G、绿B的修正参数到RAM-DI寄存器；g)是否修改完所有数据？h)如是，则结束，否则继续写。
全文摘要
本发明提供一种新型的彩色扩印机成像装置；该装置是电脑显卡的图像信息，经接DVI接口电路、DVI接收电路，送至图像处理电路，经驱动电路送至LCD液晶显示器；另一单片处理机CPU接受图像调整装置送来的图像调整信号，经A/D转换后送至图像处理电路；另一电平转换电路将图像处理电路和单片机(CPU)的控制信号电平，转换成LCD显示要求的电平；图像调整装置是电路中设置的直流电平调节器，包括亮度、对比度、坚道1、坚道2电位器；基准电位器、奇偶电位器、闪烁电位器和残影电位器。将图像调整装置中的调整参数输入到图像处理电路中并进行调整，是由单片机CPU内的软件完成的。
文档编号G03B27/32GK1845006SQ20061002348
公开日2006年10月11日 申请日期2006年1月19日 优先权日2006年1月19日
发明者吴生, 孙健 申请人:上海多丽影像设备有限公司