CN104503723B - Vga信号相位校正方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种VGA信号相位校正方法及装置。该方法包括：将一个采样周期分成N个采样相位；分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；计算各采样图像对应的导数累加和；将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位。本发明实施例将采样周期分成多个采样相位，依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像，计算各采样图像对应的导数累加和，将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位，对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位，依据确定的最佳采样相位进行采样将保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像。

Description

VGA信号相位校正方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及图像处理技术，尤其涉及一种VGA信号相位校正方法及装置。
背景技术
VGA信号是用于传输视频数据的模拟视频信号，包括红、绿、蓝数据信号，以及行同步信号和场同步信号。在实际应用中，计算机采用VGA标准输出VGA信号，通过VGA接口将VGA信号传送到视频显示设备如液晶显示器，液晶显示器对接收到的VGA信号进行模/数转换后显示数字视频信号。
现有技术中，视频显示设备对接收到的VGA信号进行模/数转换的具体过程为：视频显示设备根据VGA信号包括的行同步信号和场同步信号确定采样时钟，依据采样时钟对模拟视频信号进行周期性采样获得采样后的数字视频信号。VGA信号在传输过程中会出现信号衰减，特别是在长距离传输过程中信号衰减较为明显，如1图所示，波形10是理想的VGA信号，波形11是视频显示设备接收到的VGA信号，对于波形11若依据最佳的采样相位13进行采样将得到清晰的视频图像。
但是现有技术选用随机的采样相位，当依据采样相位12进行采样时，视频显示设备将显示模糊的视频图像，即现有技术无法保证每次选用的采样相位都是最佳的采样相位，无法保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像。
发明内容
本发明提供一种VGA信号相位校正方法及装置，以确定最佳的采样相位，保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像。
本发明的一个方面是提供一种VGA信号相位校正方法，包括：
将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2；
分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；
计算各采样图像对应的导数累加和；
将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；
对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位。
本发明的另一个方面是提供一种VGA信号相位校正装置，包括：
分解模块，用于将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2；
采样模块，用于分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；
计算模块，用于计算各采样图像对应的导数累加和；
判断模块，用于将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；
相移模块，用于对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位。
本发明提供的VGA信号相位校正方法及装置，将采样周期分成多个采样相位，依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像，计算各采样图像对应的导数累加和，将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位，对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位，依据确定的最佳采样相位进行采样将保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像。
附图说明
图1为现有技术VGA信号及信号采样示意图；
图2为本发明实施例提供的VGA信号相位校正方法流程图；
图3为本发明实施例提供的VGA信号相位校正方法示意图；
图4-图6为本发明实施例提供的VGA信号的波形图；
图7为本发明实施例提供的VGA信号相位校正装置的结构图；
图8为本发明另一实施例提供的VGA信号相位校正装置的结构图。
具体实施方式
图2为本发明实施例提供的VGA信号相位校正方法流程图；图3为本发明实施例提供的VGA信号相位校正方法示意图。本发明实施例针对现有技术随机选用采样相位提出了一种获取最佳采样相位的方法，该方法的具体步骤如下：
步骤S101、将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2；
视频显示设备根据VGA信号包括的行同步信号和场同步信号确定采样时钟即采样周期，将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2，本发明实施例优选N＝32。
步骤S102、分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；
所述目标图像优选为同一个目标图像，分别依据各采样相位进行采样获得采样图像，具体为对同一个目标图像，依据32个不同的采样相位分别进行采样，每个采样相位对应获得一个采样图像，通过32个不同的采样相位进行采样得到32个采样图像。
步骤S103、计算各采样图像对应的导数累加和；
所述计算各采样图像对应的导数累加和包括如下步骤：
1)依据所述采样图像各行中各相邻像素点的像素值差值获得一阶导数矩阵；
依据所述采样图像同一行中所述相邻像素点的像素值差值的绝对值获得一阶导数D1(i,j),i≥1,j≥1，其中，D1(i,j)＝abs(P(i,j)-P(i,j+1))，P(i,j)为所述采样图像第i行第j列像素点的像素值，P(i,j+1)为所述采样图像第i行第j+1列像素点的像素值，abs表示取绝对值；将各一阶导数D1(i,j)构成所述一阶导数矩阵D1。
合理假设采样后的采样图像为I行J列图像，P(i,j)为所述采样图像第i行第j列像素点的像素值，P(i,j+1)为所述采样图像第i行第j+1列像素点的像素值，1≤i≤I，1≤j≤J-1,将所述采样图像第i行中所述相邻像素点的像素值差值的绝对值作为一阶导数D1(i,j)，D1(i,j)＝abs(P(i,j)-P(i,j+1))，abs表示取绝对值；将各一阶导数D1(i,j)构成所述一阶导数矩阵D1，由于采样图像为I行J列图像，则一阶导数矩阵D1为I行J-1列矩阵。
2)依据所述一阶导数矩阵各行中各相邻矩阵元素值的差值获得二阶导数矩阵；
依据所述一阶导数获得二阶导数D2(i,j),i≥1,j≥1，其中，D2(i,j)＝abs(D1(i,j)-D1(i,j+1))，D1(i,j)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j列矩阵元素值，D1(i,j+1)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j+1列矩阵元素值；将各二阶导数D2(i,j)构成所述二阶导数矩阵D2。
将所述一阶导数矩阵中第i行相邻矩阵元素值的差值的绝对值作为二阶导数D2(i,j)，D2(i,j)＝abs(D1(i,j)-D1(i,j+1))，将各二阶导数D2(i,j)构成所述二阶导数矩阵D2，由于一阶导数矩阵D1为I行J-1列矩阵，所以二阶导数矩阵D2为I行J-2列矩阵。
3)将所述一阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第一累加和sum(D1)，将所述二阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第二累加和sum(D2)；
将一阶导数矩阵D1的所有矩阵元素值D1(i,j)相加获得第一累加和sum(D1)，将二阶导数矩阵D2的所有矩阵元素值D2(i,j)相加获得第二累加和sum(D2)。
4)依据所述第一累加和sum(D1)和所述第二累加和sum(D2)获得所述导数累加和C＝sum(D1)*weight1+sum(D2)*weight2，weight1,weight2为常数。
依据计算出的第一累加和sum(D1)和所述第二累加和sum(D2)，通过公式C＝sum(D1)*weight1+sum(D2)*weight2计算导数累加和，其中weight1,weight2为常数，表示权重系统。
步骤S104、将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；
由于每个采样图像对应计算得出一个导数累加和C，则计算32个采样图像分别对应的导数累加和将得到32个导数累加和，导数累加和越大说明采样图像越清晰，导数累加和越小说明采样图像越模糊，判断出32个导数累加和中最小的导数累加和，则该最小的导数累加和对应的所述采样图像最模糊，该采样图像的采样相位为最差采样相位。
步骤S105、对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位。
将一个采样周期分成N个采样相位包括：将所述一个采样周期平均分成N个采样相位。
所述对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位包括：将所述最差采样相位减去N/2个采样相位或者增加N/2个采样相位后获得最佳采样相位。
如图3所示，横坐标表示采样相位，纵坐标表示导数累加和，本发明实施例优选将一个采样周期平均分成32个采样相位，且32个采样相位分别对应一个导数累加和，其中，第1采样相位和第32个采样相位对应的导数累加和最小，若将第1个采样相位作为最差采样相位，则在第1个采样相位的基础上增加16个相位，即第17个采样相位为最佳采样相位，若将第32个采样相位作为最差采样相位，则在第32个采样相位的基础上减去16个相位，即第16个采样相位为最佳采样相位。
本发明实施例将采样周期分成多个采样相位，依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像，计算各采样图像对应的导数累加和，将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位，对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位，依据确定的最佳采样相位进行采样将保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像。
图4-图6为本发明实施例提供的VGA信号的波形图。如图4所示，视频显示设备接收到的VGA信号41为脉冲信号，依据上述实施例的方法对VGA信号41求解一阶导数获得信号42，对信号42求解一阶导数获得信号43，或对VGA信号41求解二阶导数获得信号43，依据信号42和信号43可知VGA信号41对应的导数累加和C≠0。
如图5所示，视频显示设备接收到的VGA信号51包括多个脉冲信号，依据上述实施例的方法对VGA信号51求解一阶导数获得信号52，对信号52求解一阶导数获得信号53，或对VGA信号51求解二阶导数获得信号53，依据信号52和信号53可知VGA信号51对应的导数累加和C≠0。
如图6所示，视频显示设备接收到的VGA信号61为边缘信号，依据上述实施例的方法对VGA信号61求解一阶导数获得信号62，对信号62求解一阶导数获得信号63，或对VGA信号61求解二阶导数获得信号63，依据信号62和信号63可知VGA信号61对应的导数累加和C≠0。
本发明实施例通过对特殊的VGA信号分析可知，只要有输入的VGA信号，即使是零星的噪声信号如脉冲信号也可以计算出相应的导数累加和，通过判断导数累加和的大小便可获得最佳采样相位。
图7为本发明实施例提供的VGA信号相位校正装置的结构图。本发明实施例提供的VGA信号相位校正装置可以执行VGA信号相位校正方法实施例的步骤。如图7所示，VGA信号相位校正装置70包括分解模块71、采样模块72、计算模块73、判断模块74和相移模块75，其中，分解模块71用于将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2；采样模块72用于分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；计算模块73用于计算各采样图像对应的导数累加和；判断模块74用于将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；相移模块75用于对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位。
本发明实施例将采样周期分成多个采样相位，依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像，计算各采样图像对应的导数累加和，将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位，对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位，依据确定的最佳采样相位进行采样将保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像。
图8为本发明另一实施例提供的VGA信号相位校正装置的结构图。在图7的基础上，所述计算模块73包括一阶导数矩阵计算单元731、二阶导数矩阵计算单元732和累加和计算单元733，其中，一阶导数矩阵计算单元731用于依据所述采样图像各行中各相邻像素点的像素值差值获得一阶导数矩阵；二阶导数矩阵计算单元732依据所述一阶导数矩阵各行中各相邻矩阵元素值的差值获得二阶导数矩阵；累加和计算单元733用于将所述一阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第一累加和sum(D1)，将所述二阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第二累加和sum(D2)；依据所述第一累加和sum(D1)和所述第二累加和sum(D2)获得所述导数累加和C＝sum(D1)*weight1+sum(D2)*weight2，weight1,weight2为常数。
所述一阶导数矩阵计算单元731具体用于依据所述采样图像同一行中所述相邻像素点的像素值差值的绝对值获得一阶导数D1(i,j),i≥1,j≥1，其中，D1(i,j)＝abs(P(i,j)-P(i,j+1))，P(i,j)为所述采样图像第i行第j列像素点的像素值，P(i,j+1)为所述采样图像第i行第j+1列像素点的像素值，abs表示取绝对值；将各一阶导数D1(i,j)构成所述一阶导数矩阵D1。
所述二阶导数矩阵计算单元732具体用于依据所述一阶导数获得二阶导数D2(i,j),i≥1,j≥1，其中，D2(i,j)＝abs(D1(i,j)-D1(i,j+1))，D1(i,j)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j列矩阵元素值，D1(i,j+1)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j+1列矩阵元素值；将各二阶导数D2(i,j)构成所述二阶导数矩阵D2。
所述分解模块71具体用于将所述一个采样周期平均分成N个采样相位；所述相移模块75具体用于将所述最差采样相位减去N/2个采样相位或者增加N/2个采样相位后获得最佳采样相位。
本发明实施例通过对特殊的VGA信号分析可知，只要有输入的VGA信号，即使是零星的噪声信号如脉冲信号也可以计算出相应的导数累加和，通过判断导数累加和的大小便可获得最佳采样相位。
综上所述，本发明实施例将采样周期分成多个采样相位，依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像，计算各采样图像对应的导数累加和，将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位，对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位，依据确定的最佳采样相位进行采样将保证视频显示设备时刻显示清晰的视频图像；通过对特殊的VGA信号分析可知，只要有输入的VGA信号，即使是零星的噪声信号如脉冲信号也可以计算出相应的导数累加和，通过判断导数累加和的大小便可获得最佳采样相位。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种VGA信号相位校正方法，其特征在于，包括：
将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2；
分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；
计算各采样图像对应的导数累加和；
将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；
对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位；
其中，所述计算各采样图像对应的导数累加和包括：
依据所述采样图像各行中各相邻像素点的像素值差值获得一阶导数矩阵；
依据所述一阶导数矩阵各行中各相邻矩阵元素值的差值获得二阶导数矩阵；
将所述一阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第一累加和sum(D1)，将所述二阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第二累加和sum(D2)；
依据所述第一累加和sum(D1)和所述第二累加和sum(D2)获得所述导数累加和C＝sum(D1)*weight1+sum(D2)*weight2，weight1,weight2为常数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述采样图像各行中各相邻像素点的像素值差值获得一阶导数矩阵包括：
依据所述采样图像同一行中所述相邻像素点的像素值差值的绝对值获得一阶导数D1(i,j),i≥1,j≥1，其中，D1(i,j)＝abs(P(i,j)-P(i,j+1))，P(i,j)为所述采样图像第i行第j列像素点的像素值，P(i,j+1)为所述采样图像第i行第j+1列像素点的像素值，abs表示取绝对值；
将各一阶导数D1(i,j)构成所述一阶导数矩阵D1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述一阶导数矩阵各行中各相邻矩阵元素值的差值获得二阶导数矩阵包括：
依据所述一阶导数获得二阶导数D2(i,j),i≥1,j≥1，其中，D2(i,j)＝abs(D1(i,j)-D1(i,j+1))，D1(i,j)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j列矩阵元素值，D1(i,j+1)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j+1列矩阵元素值；
将各二阶导数D2(i,j)构成所述二阶导数矩阵D2。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述将一个采样周期分成N个采样相位包括：
将所述一个采样周期平均分成N个采样相位；
所述对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位包括：
将所述最差采样相位减去N/2个采样相位或者增加N/2个采样相位后获得最佳采样相位。
5.一种VGA信号相位校正装置，其特征在于，包括：
分解模块，用于将一个采样周期分成N个采样相位，N≥2；
采样模块，用于分别依据各采样相位对目标图像进行采样获得采样图像；
计算模块，用于计算各采样图像对应的导数累加和；
判断模块，用于将所述导数累加和中最小值对应的所述采样图像的采样相位作为最差采样相位；
相移模块，用于对所述最差采样相位相移180度获得最佳采样相位；
其中，所述计算模块包括：
一阶导数矩阵计算单元，用于依据所述采样图像各行中各相邻像素点的像素值差值获得一阶导数矩阵；
二阶导数矩阵计算单元，依据所述一阶导数矩阵各行中各相邻矩阵元素值的差值获得二阶导数矩阵；
累加和计算单元，用于将所述一阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第一累加和sum(D1)，将所述二阶导数矩阵的所有矩阵元素值相加获得第二累加和sum(D2)；依据所述第一累加和sum(D1)和所述第二累加和sum(D2)获得所述导数累加和C＝sum(D1)*weight1+sum(D2)*weight2，weight1,weight2为常数。
6.根据权利要求5所述的VGA信号相位校正装置，其特征在于，所述一阶导数矩阵计算单元具体用于依据所述采样图像同一行中所述相邻像素点的像素值差值的绝对值获得一阶导数D1(i,j),i≥1,j≥1，其中，D1(i,j)＝abs(P(i,j)-P(i,j+1))，P(i,j)为所述采样图像第i行第j列像素点的像素值，P(i,j+1)为所述采样图像第i行第j+1列像素点的像素值，abs表示取绝对值；将各一阶导数D1(i,j)构成所述一阶导数矩阵D1。
7.根据权利要求6所述的VGA信号相位校正装置，其特征在于，所述二阶导数矩阵计算单元具体用于依据所述一阶导数获得二阶导数D2(i,j),i≥1,j≥1，其中，D2(i,j)＝abs(D1(i,j)-D1(i,j+1))，D1(i,j)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j列矩阵元素值，D1(i,j+1)为所述一阶导数矩阵D1的第i行第j+1列矩阵元素值；将各二阶导数D2(i,j)构成所述二阶导数矩阵D2。
8.根据权利要求5-7任一项所述的VGA信号相位校正装置，其特征在于，所述分解模块具体用于将所述一个采样周期平均分成N个采样相位；所述相移模块具体用于将所述最差采样相位减去N/2个采样相位或者增加N/2个采样相位后获得最佳采样相位。
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