CN1158877C - 电视图像色彩的实时检测调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电视图像色彩的实时检测调整装置，可对画面中消费者感兴趣的各点色彩进行实时检测及调整。包括色坐标检测电路及色坐标偏移控制电路，色坐标检测电路输入端接彩色电视机的电视信号，每一色坐标偏移控制电路的输出端连接彩色电视机的视频驱动放大器电路；色坐标检测电路包括有用以使要进行偏移色彩的信号衰减后的R、G、B值相等的衰减电路、与逻辑门和或逻辑门，并将它们设置在电视信号输出与视频驱动放大器间；由色坐标检测电路确定检测到的点就是所要进行色彩偏移的点，再由色坐标偏移控制电路控制改变向彩色电视机的视频驱动放大器输出的偏流或偏压量，与之连接的三色电子枪在显示屏幕上即可产生某点色彩的偏移效果。

Description

电视图像色彩的实时检测调整装置

技术领域

本发明涉及一种电视技术，更确切地说是涉及一种电视图像色彩的实时检测并根据要求对色彩进行调整的方法及装置。

背景技术

电视节目从摄像、制作、传播到接收播放的全过程中，构成画面各点的图像信号会受各种因素影响而衰减以致失真，实际收视时画面的整体色彩已不协调、不鲜艳，观众在收看时视觉变得陈旧，会有一种不真实甚至压抑的感觉。

目前电视图像色彩的实时调整是针对整个图像画面进行的，即对整个电视画面的颜色进行单一方向的调整，不能根据要求对图像画面各点色彩单独进行实时检测及调整，如，不能只使图像画面上的草地更嫩绿、让显示出的人体肤色更逼真更红润等。

发明内容

本发明的目的是设计一种电视图像色彩的实时检测调整装置，可对电视图像画面各点色彩进行实时检测与调整，可使实际收视的电视图像变得色彩鲜艳、富有生机与艺术感染力。

本发明的目的是这样实现的：一种电视图像色彩的实时检测调整装置，其特征在于：包括有与需要作偏移调整的色彩相对应的色坐标检测电路及与每一色坐标检测电路输出连接的色坐标偏移控制电路；色坐标检测电路输入端接彩色电视机的电视信号，每一色坐标偏移控制电路的输出端连接彩色电视机的视频驱动放大器电路；所述的色坐标检测电路包括有用以使要进行偏移色彩的信号衰减后的R、G、B值相等的衰减电路、与逻辑门和或逻辑门，衰减电路输入端接包括红、绿、蓝信号的彩色电视机的电视信号，与逻辑门和或逻辑门的输入端分别与衰减电路的输出端并联连接；所述的色坐标偏移控制电路包括偏置电路、比较器和放大器，比较器的一输入端连接所述与逻辑门的输出端，比较器的另一输入端连接偏置电路的输出端，偏置电路的输入端连接所述的或逻辑门输出端，比较器的输出端连接放大器，放大器输出连接所述的视频驱动放大器电路。

衰减电路由三个电位器并联构成，每个电位器对R、G、B信号中的一种进行衰减，并使要进偏移色彩的信号衰减后的R、G、B值相等，衰减后的信号分别通过与逻辑门、或逻辑门，再输入到偏移控制电路，与逻辑门的输出端直接连接比较器的输入端，或逻辑门的输出端经过偏置电路后再连接到比较器的另一个输入端，比较器的输出端接放大器，放大器再接视频驱动放大器电路。

所述的电视图像色彩实时检测调整装置，该装置还包括有解码电路、设置在所述色坐标检测电路中的衰减电路前、用于将构成电视信号的色差信号、分量信号或调制信号先转换为三基色红、绿、蓝信号。

所述的电视图像色彩实时检测调整装置，该装置还包括有解码电路，设置在所述的色坐标偏移控制电路的比较器与放大器间，用于将经过检测及偏移调整的色差信号、分量信号或调制信号转换为三基色红、绿、蓝信号。

所述的电视图像色彩实时检测调整装置，在所述的电视信号为数字信号时，所述的色坐标检测电路和色坐标偏移控制电路包括由微处理器构成的控制器、比较器和存储器；数字信号输入比较器一输入端，存储器输出连接比较器另一输入端，比较器输出连接控制器，控制器的控制端分别连接比较器和存储器，控制器输出连接所述的视频驱动放大器电路。

所述的电视图像色彩实时检测调整装置，在所述的电视信号是三基色红、绿、蓝信号或色差信号或分量信号或调制信号的模拟信号时，所述的色坐标检测电路和色坐标偏移电路包括由微处理器构成的控制器、模数转换器、比较器、存储器和放大器；模拟信号经模数转换器转换为数字信号后输入比较器一输入端，存储器输出连接比较器另一输入端，比较器输出连接控制器，控制器的控制端分别连接比较器和存储器，控制器输出连接放大器，放大器输出连接所述的视频驱动放大器电路。

经实验表明：偏移调整后的电视图像画面较未偏移调整前更鲜艳更亮丽，如树叶、草地会变得更翠绿，人的肤色会变得更红润等，使电视画面更生动活泼。利用具有相同工作原理的方法及具有相同结构特征的装置，本发明还可对电视机的色差信号、分量信号及调制信号进行检测及偏移调整；通过改变色坐标检测电路与色坐标偏移控制电路的实施结构，还可将本发明的技术应用于数字电视机或模拟电视机中。

附图说明

图1是电视机x-y色度图；

图2是本发明电视图像色彩的实时检测调整装置结构原理框图；

图3是本发明电视图像色彩的实时检测调整装置电原理图；

图4是在电视信号为分量信号时的实时检测调整装置电原理图；

图5是在电视信号为数字信号时的实时检测调整装置电原理图；

图6是在电视信号为模拟信号时的实时检测调整装置电原理图。

具体实施方式

本发明在彩色电视机原构成部件的基础上设置了电视图像色彩的实时检测及偏移调整装置，并按本发明的方法实施解决电视图像色彩在实际收视时的变劣问题及根据需要对电视画面上的某些色彩进行调整。

附图1所示是电视机的x-y色度(色坐标)图，首先以该示意图说明本发明方法实时检测及偏移调整的原理。图中R、G、B三点分别表示红、绿、蓝三种颜色(以下称基色)，对图中任意点a、b、c来说，其色彩构成中，三种基色都分别占有一定的比例。如要偏移a点的颜色，使该点颜色变得更绿更鲜艳些，则要让其向G点靠拢(偏移)。其调整过程是先由色坐标检测电路确定检测到的点是否就是所要进行色彩偏移的点，主要采用对检测信号进行衰减的方法来实现；在确认为是要进行色彩偏移的点后，再由偏移控制电路控制在彩色电视机视频驱动放大器电路(色坐标偏移执行电路)中加入一个额外的偏流，使视频驱动放大器电路的输出随之增大，通过视频驱动放大器电路增大对绿(G)色电子枪的输出，由显像管输出所显示出来的画面中则对前a点的色彩按要求进行了偏移，就会变得更绿更鲜艳。同理，用该方法可让b点色彩向红(R)色偏移使之更艳更红润，或者让c点色彩向蓝(B)色偏移使之更艳更湛蓝。

在色坐标检测电路对电视图像画面上某点如a点的三种基色所占的比例进行检测并对其进行比较(衰减)时，电视图像画面上的其它色彩也会同时被检测并被衰减，但是，由于衰减电路中衰减系数是预先设定的，只有a点的R、G、B值经过衰减后达到了预定值，而其它点经衰减后的R、G、B值与a点经衰减后的R、G、B值不一致，色(绿)坐标偏移控制电路检测到其它色彩时就不会向视频驱动放大器电路输出额外的偏流，即其它色彩不会被偏移，此处色(绿)坐标偏移控制电路输出的是绿(红、蓝)信号。由于显像管电子枪是分时扫描的，人眼不能辨别，信号经逐点扫描到屏幕上，在偏移a点时，只对检测到的与a点信号相对应的点发生偏移，而不会干扰其它点的色彩。

本发明的比较法，既包括三基色红、绿、兰值的比较，也包括色差信号、分量信号、调制信号和数字信号的比较，这些信号可直接比较，也可经过处理如衰减后再比较，比较时可对信号构成进行单独比较，也可对信号构成同时进行比较。如对红、绿、兰值信号的比较，可用不同的线路单独地同时比较，也可用一条线路同时比较红、绿、兰值。

参见图2，图中示出本发明电视图像色彩的实时检测调整装置的原理性结构，包括1至N个色坐标检测电路21和1至N个色坐标偏移控制电路22，并连接在视频解码器20与三个视频驱动放大器电路(即R、G、B色坐标偏移执行电路)23之间，N根据所要检测及偏移调整的颜色种类设置，如设定为绿色、白色、红色时，则N为3。三个视频驱动放大器电路23分别连接显示器的红、绿、兰(R、G、B)三个电子枪。

按照所要偏移的颜色及所要偏移的量，由色坐标偏移控制电路22根据色彩中R、G、B的值向视频驱动放大器电路23输出相应的偏移电流或通过设置电阻输出相应的偏移电压，由视频驱动放大器电路23分别驱动显像管的红、绿、兰三个电子枪，控制三个电子枪的输出电流，从而实现色彩的实时检测及调整。一套色坐标检测电路21及色坐标偏移控制电路22只用于控制一种色彩的实时检测与偏移调整。

结合参见图3，图中示出构成本发明电视图像色彩实时检测调整装置的电路结构，其中色坐标检测电路21由衰减电路31、与逻辑门32和或逻辑门33连接组成，色坐标偏移控制电路22由偏置电路34、比较器35和放大器36连接组成。其中，衰减电路31可以由三个电位器并联连接构成，预先设置好每个电位器的衰减系数，每个电位器对R、G、B信号中的一种信号进行衰减，从而使所要进行色彩偏移的信号的R、G、B输出值三者相等。

当电视信号是红、绿、兰信号时，衰减电路31对来自视频解码器20的R、G、B信号按一定的衰减系数进行衰减。如一路需偏移绿色信号的电路，需预先设置好衰减电路31的衰减系数，使其衰减结果中只有与绿色对应信号中的R、G、B值三者相等。经衰减电路31衰减后的信号分别通过与逻辑门32、或逻辑门33后输入到色坐标偏移控制电路22，其中与逻辑门32的输出端直接与比较器35的一个输入端连接，而或逻辑门33的输出则还经过一偏置电路34后再连接到比较器35的另一输入端，比较器35的输出端连接放大器36，放大器36的输出端则与视频驱动放大器电路23连接。最终由色坐标偏移控制电路22根据所要偏移的色彩及其偏移量，按该色彩中的红、绿、兰的比例值向视频驱动放大器电路23输入相应的偏移电流或通过设置电阻输入相应的偏移电压，再由视频驱动放大器电路23控制对三色电子枪的输出电流。

图3中的衰减电路31、与逻辑门32、或逻辑门33、偏置电路34、比较器35及放大器36均可通过常规技术实现。

如需要对图1中的a点向绿色偏移，a点中的R、G、B值所占的比值为1∶5∶4，视频解码器20输出的电视图像信号的R、G、B信号输入衰减电路31，衰减电路31中的三个电位器预先设置的R、G、B信号的衰减系数为1∶0.2∶0.25，衰减电路3 1对所有色彩的R、G、B信号都将进行衰减，但只使a点色彩信号的R、G、B比值为1∶1∶1。预先设定的衰减电路31输出信号中R、G、B比值相等的信号就是要偏移色彩的信号，在与逻辑门32与或逻辑门33输出信号的R、G、B比值相等时就是被测的色坐标a点，而与衰减电路31输出信号的R、G、B比值不相等时，即与逻辑门32和或逻辑门33的输入信号R、G、B比值不相等时，与逻辑门32及或逻辑门33的输出信号就不代表被测的色坐标a点。

该比值不相等的情况可进一步说明为：当衰减电路31的三个输出信号中任意一个低于其它两个时，与逻辑门32的输出将变为低电平，而或逻辑门33的输出将保持不变；当衰减电路31的三个输出信号中任意一个高于其它两个时，与逻辑门32的输出将变为低电平，而或逻辑门33的输出将保持不变；在此两种情况下，放大器36都不会有输出电流，因而就不会改变电视画面的颜色。

所设置的偏置电路34对或逻辑门33的输出信号进行偏置并送比较器35，在衰减电路31三个输出信号中的R、G、B比值不相等时，偏置电路34的输出信号不能使比较器35带动放大器36工作在线性区；在衰减电路31三个输出信号中的R、G、B比值相等时，偏置电路34的输出信号使比较器35带动放大器36工作在线性区，放大器36即可向电视机的原视频驱动放大器电路23输入额外的偏流，使原视频驱动放大器电路23的输出随之增大，与其连接的三色电子枪在显示器屏幕上，就可让a点色彩向绿色偏移。偏移的大小可通过调整放大器36的增益实现，在装置调测好后，放大器的增益也就设定完毕(需要说明的是：在进行色坐标检测时，衰减到R、G、B值相等时的电路是最节省的，只用一个比较器即可实现，若衰减使R、G、B值不相等，则需用三个比较器来分别比较R、G、B值)。

此外，还需说明的是：若需要偏移色彩的R、G、B是混合的，则需设置三个放大器36，每个放大器调整的增益不同，用于控制经偏移调整后输出色彩中R、G、B所占的比例，如要向紫色偏移调整，紫色中R、G、B三基色所占的比例是不一致的，使用三个放大器36分别与显示器中三色电子枪的三个视频驱动放大器连接，按紫色中R、G、B比例大小，同比例地向三个视频驱动放大器输出偏流或偏压。

如要向兰色偏移调整，兰色中R、G值为零，只有对应兰色电子枪的放大器36向视频驱动放大器电路输出偏流，红色与绿色的均没有输出，因而就可省掉这两个放大器。同样，向白色偏移调整时，白色中的R、G、B值相等，就可只用一个放大器同时向三个视频驱动放大器电路输出偏流或偏压。

本发明的方法及装置在实施时可针对不同的电视信号作调整性设计，如当电视信号是红、绿、兰信号时，色坐标检测电路直接与原电视机中的视频解码器连接，如图3中所示，使与待偏移调整的色彩对应的信号为预定值或呈一定比例，而色坐标偏移控制电路则通过三组比较器比较该检测结果，控制向电视机原视频放大器电路增加或减少输出额外的偏流，来完成对色彩的偏移(增加输出偏流或减少原输出电流在技术原理上是等同的，但偏移方向、偏移效果相反，减少偏流可通过在视频驱动放大器电路中增加分流电路实现)。

如当电视信号是色差信号或分量信号或调制信号(如组合视频信号、超级VHS信号)时，如图4中所示，需在检测电路的衰减电路42之前设置解码电路41，先将色差信号或分量信号或调制信号Y、U、V转换为R、G、B信号，再进行检测及偏移调整。图中除增加了解码电路41外，其余部分与图3中的相同，包括由衰减电路42、与逻辑门43、或逻辑门44连接构成的检测电路，和由偏置电路45、比较器46及放大器47连接构成的偏移控制电路。

也可将解码电路41设置在偏移控制电路中的比较器46与放大器47之间，将经过检测及偏移调整后的色差信号或分量信号或调制信号转换为R、G、B信号，再向电视机原视频放大器电路输出偏移信号，完成对色差信号或分量信号或调制信号的检测及偏移调整。

当电视信号是数字信号时，如图5中所示，检测电路与偏移控制电路则可由比较器51、以微处理器CPU为核心部件组成的控制器53和存储器52连接构成，比较器51检测数字信号，并在控制器53的程序控制下从存储器52中读取要偏移色彩的编码信号并与之进行比较，比较结果再送控制器53，由控制器53对要偏移的色彩向电视机原视频驱动放大器54输出偏移信号(on/off)，完成对色彩的检测与偏移调整。

参见图6，当电视信号为R、G、B信号或色差信号或分量信号或调制信号的模拟信号时，检测电路与偏移控制电路也可由比较器61、以微处理器CPU为核心部件组成的控制器63、存储器62和放大器64连接构成。比较器61前还应设置有模数转换器(图中未示出)，用于将上述模拟信号转换为数字值信号后再送比较器61。由比较器61检测上述信号的数字值信号，并在控制器63的程序控制下从存储器62中读取与所要进行色彩偏移的点相对应的信号值，并与之作比较，比较结果再送控制器63，经放大器64放大后，对要偏移的色彩向电视机原视频驱动放大器65输出偏移信号，完成对色彩的检测与偏移调整。

本发明的色坐标检测电路和色坐标偏移控制电路可集成设置在电视机的原控制器内，也可独立设置于电视机的原控制器外。

Claims (6)

1、一种电视图像色彩的实时检测调整装置，其特征在于：包括有与需要作偏移调整的色彩相对应的色坐标检测电路及与每一色坐标检测电路输出连接的色坐标偏移控制电路；色坐标检测电路输入端接彩色电视机的电视信号，每一色坐标偏移控制电路的输出端连接彩色电视机的视频驱动放大器电路；所述的色坐标检测电路包括有用以使要进行偏移色彩的信号衰减后的R、G、B值相等的衰减电路、与逻辑门和或逻辑门，衰减电路输入端接包括红、绿、蓝信号的彩色电视机的电视信号，与逻辑门和或逻辑门的输入端分别与衰减电路的输出端并联连接；所述的色坐标偏移控制电路包括偏置电路、比较器和放大器，比较器的一输入端连接所述与逻辑门的输出端，比较器的另一输入端连接偏置电路的输出端，偏置电路的输入端连接所述的或逻辑门输出端，比较器的输出端连接放大器，放大器输出连接所述的视频驱动放大器电路。

2、根据权利要求1所述的电视图像色彩实时检测调整装置，其特征在于：还包括有解码电路、设置在所述色坐标检测电路中的衰减电路前、用于将构成电视信号的色差信号、分量信号或调制信号先转换为三基色红、绿、蓝信号。

3、根据权利要求1所述的电视图像色彩实时检测调整装置，其特征在于：还包括有解码电路，设置在所述的色坐标偏移控制电路的比较器与放大器间，用于将经过检测及偏移调整的色差信号、分量信号或调制信号转换为三基色红、绿、蓝信号。

4、根据权利要求1所述的电视图像色彩实时检测调整装置，其特征在于：在所述的电视信号为数字信号时，所述的色坐标检测电路和色坐标偏移控制电路包括由微处理器构成的控制器、比较器和存储器；数字信号输入比较器一输入端，存储器输出连接比较器另一输入端，比较器输出连接控制器，控制器的控制端分别连接比较器和存储器，控制器输出连接所述的视频驱动放大器电路。

5、根据权利要求1所述的电视图像色彩实时检测调整装置，其特征在于：在所述的电视信号是三基色红、绿、蓝信号或色差信号或分量信号或调制信号的模拟信号时，所述的色坐标检测电路和色坐标偏移电路包括由微处理器构成的控制器、模数转换器、比较器、存储器和放大器；模拟信号经模数转换器转换为数字信号后输入比较器一输入端，存储器输出连接比较器另一输入端，比较器输出连接控制器，控制器的控制端分别连接比较器和存储器，控制器输出连接放大器，放大器输出连接所述的视频驱动放大器电路。

6、根据权利要求1所述的电视图像色彩实时检测调整装置，其特征在于：衰减电路由三个电位器并联构成，每个电位器对R、G、B信号中的一种进行衰减，并使要进偏移色彩的信号衰减后的R、G、B值相等，衰减后的信号分别通过与逻辑门、或逻辑门，再输入到偏移控制电路，与逻辑门的输出端直接连接比较器的输入端，或逻辑门的输出端经过偏置电路后再连接到比较器的另一个输入端，比较器的输出端接放大器，放大器再接视频驱动放大器电路。

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