ADC原理与实现方法

1TPVR&DFundamentalImprovements2006.Nov.ADCIntroduceRD-TV：周洁强Date：Sep-102009ADCAutoBalance目的和原理一、目的：1、使信号的最低电平经ADC采集后输出的数位信号是0，信号的最高电平经ADC采集后输出的数位信号是255，这样可以得到最佳的对比度；2、硬件电路差异，使进入ADC采集器的RGB信号可能偏离标准信号，且偏离量可能不信号可能偏离标准信号，且偏离量可能不一样，故必须对RGB通道分别做autobalance。二、原理通过调整ADCoffset设定值使信号的最低电平经ADC采集后输出的数位信号为0（可以适当调整目标值），通过调整ADCGain设定值使信号的最高电平经ADC采集后输出的数位信号为255（可以适当调整目标值）。ADCOffset&GainCalibrationOffsetandGainCalibrationforYPbPrinputOffset/GainCalibrationL3L2L1INPUT2550GAIN=1,OFFSET=0OUTPUT255GAIN1,OFFSET=0GAIN=1,OFFSET0GAIN:过原点的直线，调整GAIN,即调整斜率，调整CONTRAST，故灰阶白阶变化，暗阶不变.OFFSET:直线的斜率不变，上下偏移的直线，故调整时亮暗阶均变化,调整Brightness.一般，CONTRAST为50时，GAIN为1，灰阶刚好饱和，OFFSET为0，直线过原点，斜率为1。如上图示，调整GAIN曲线以原点为中心旋转，当GAIN减小时，输出亮度降低，但最暗点不会变，如L1变到L2；而GAIN增加时，亮阶会出现饱和；调整OFFSET曲线斜率不变，当OFFSET增加或减少时，亮度（最亮点和最暗点）会呈线性变化，增加时，亮度增加，亮阶饱和，减少时亮度降低，暗阶饱和。ADCAutoBalancePattern的选定依据1、PCMode：利用读取整场画面的数位信号，并用Register来计录最小及最大的Data。所以选用的Pattern要有大面积的全黑和全白画面，通常选用Pattern42（5WhiteBlock）2、YPbPrMode：读取画面某几点像素的数位信号，并用Register来计录像素的Data。此种方式选用画面需依据软体如何选定读取像素位置来考良。通常选用Pattern85（100%纯色Colorbar）画面ADCConvertorModuleCLAMPCLAMPCLAMPCLOCKGeneratorRBG8bit8bit8bit8bit8bit8bit8bit8bit8bit8bitRoutARoutBGoutAGoutBBoutABoutBFILTCONTROLSDASCLA0A1PWERDN0.15VSOGINSOGINSOGOUTREFREFOUTHSYNCCOASTCLAMPCKINVCKEXTDATACKHSOUTREFIN•ADCOffset/GainAdjustment(Brightness&Contrast)•Clamping8CVBS(PAL)[ColorBars]Chroma(彩度)Sync亮度1V700mV300mV9BlockDiagramofVideoDecoderAutomodeswitch10CombFilterCVBSYonlyConlyPoorcomb-filterGoodcomb-filterS-video信號無需經過combfilter,進ADC之前已Y,C分離.11DigitalClamping(1)LPFDCvalueCompareDCvaluewithblanklevelUPDOWNColorBurst12DigitalClamping(2)13AutoDigitalGainController(1)ExpectedwhitelevelExpectedsynclevelPeakLevelDetectedSyncLevelDetectedGainGenerator14AutoDigitalGainController(2)PeakleveldetectedSyncleveldetectedAutoDigitalGainController(3)目前很多机种的做法是：VGA和YPBPR通道需要人爲做AUTOCOLOR，其它AV/S-VIDEO/TV通道是通過VideoDecode內的digitalclamping和digitalgain做實時調整，不需要用人爲AUTOCOLOR的方式。16VGAADC流程图ChecktheBlack(Level=0)&White(Level=255)DetecttheBlackLevelIncrease/DecreaseRGBOffsetOffsetModified?BlackOK?DetecttheWhiteLevelWhiteOK?Increase/DecreaseRGBGainFinishStartNOYESNOYESYESNO17YPbPrADC流程图–Black&White,WithSpecificPatternDetecttheBlackBarIncrease/DecreaseY,Pb,PrOffsetBlack&PbPrStillOk?Black&PbPrOk?DetecttheWhiteLevelWhite&PbPrOk?Increase/DecreaseYGainStartR/BStartNOYESNOYESYESNODetecttheBlackBarCheckBaseLevelofYPbPrCheckPeakLevelofY18YPbPrADC流程图–Red&BlueBar,WithSpecificPatternDetecttheRed&BlueIncrease/DecreasePbPrGainPbPrOk?Re-CheckStartR/BNOYESCheckPeakLevelofPbPr19以上原理应用在生产线的SOP20Y(out)＝(Y－YBlackLevel)*Contrast＋BrightnessCb(out)＝(Cb*CosC[Hue]+Cr*Sin[Hue])*Saturation＝cb*Sat*cos(Hue)＋Cr*Sat*Sin(Hue)Cr(out)＝(Cr*cos[Hue])－Cb*Sin[Hue])*Saturation＝Cr*Sat*Cos(Hue)－Cb*Sat*Sin(Hue)TheEndThankyou！