TWI429201B - 類比至數位轉換器自我校正之方法 - Google Patents

Description

類比至數位轉換器自我校正之方法

本揭露是有關於一種類比至數位轉換器自我校正之方法，特別是有關於一種用於螢幕顏色校正的類比至數位轉換器自我校正方法。

由於訊號的數位化有助於訊號的處理、分析與儲存，因此數位與類比訊號的轉換技術越來越受到重視。類比至數位轉換器(Analog to Digital；ADC)是一種用來將類比訊號轉換為數位訊號的裝置。由於自然界中的訊號大多以類比方式存在，因此需要類比至數位轉換器來將類比訊號轉換成數位訊號。

現今的電子產品，例如液晶電視、個人電腦、行動電話等，大多使用了類比至數位轉換器來進行色彩訊號的轉換。例如，以三原色(RGB)型態來輸入的色彩訊號通常會被分為紅色訊號、藍色訊號和綠色訊號來分別處理。紅色訊號、藍色訊號和綠色訊號會被送入相應的類比至數位轉換器中，以分別轉換出紅色、藍色和綠色的數位灰階訊號。

為了確保類比至數位轉換器能展現最佳效能以正常地轉換出灰階訊號，業者通常會利用人工的方式來測試與校正類比至數位轉換器。請參照第1圖，其係繪示根據習知技術之類比至數位轉換器測試方法的示意圖。在習知技術中，類比至數位轉換器20被圖案產生器(Pattern Generator)10輸入一測試圖案，接著再以人工方式檢測類比至數位轉換器所輸出的灰階訊號是否異常，例如，類比至數位轉換器的輸出值超過預設的工作範圍值。當類比至數位轉換器的輸出值超過超過預設的工作範圍值時，此輸出值會使得螢幕的顏色產生異常，因此需要調整類比至數位轉換器的增益值或偏移值，以將類比至數位轉換器的輸出值降至預設的工作範圍值內。

然而，這種測試方式需要耗費大量的人力成本，連帶使得類比至數位轉換器的製造成本上升。因此，因要一種自我校正方法，來減少測試類比至數位轉換器所需的人力。

本發明之一方面是在提供一種類比至數位轉換器自我校正之方法。此自我校正方法可使類比至數位轉換器自動校正其輸出值，而不需要利用人工來進行校正。

根據本發明之一實施例，在此類比至數位轉換器自我校正之方法中，首先提供預設工作上限範圍和預設工作下限範圍。預設工作上限範圍係由第一上限邊界值和第二上限邊界值所定義。預設工作下限範圍係由第一下限邊界值和第二下限邊界值所定義。第一上限邊界值係大於第二上限邊界值，第二下限邊界值係大於第一下限邊界值。然後，偵測類比至數位轉換器所輸出之一數位灰階訊號。接著，判斷數位灰階訊號之值在預設時間內等於第一上限邊界值和第一下限邊界值之次數來獲得第一超限次數，以及判斷數位灰階訊號之值在預設時間內介於第二下限邊界值和第二上限邊界值間之次數來獲得第二超限次數。然後，進行第一調整步驟，以根據第一超限次數以及第一預設超限標準次數來調整訊號增益值。接著，進行第二調整步驟，以根據第二超限次數以及第二預設超限標準次數來調整訊號增益值。

請參照第2圖，其係繪示根據本發明實施例之類比至數位轉換器自我校正方法100的流程示意圖。在校正方法100中，首先，進行工作範圍提供步驟110，以針對類比至數位轉換器來提供預設工作上限範圍和預設工作下限範圍。預設工作上限範圍和預設工作下限範圍係用以定義出類比至數位轉換器所輸出之灰階訊號的上限範圍和下限範圍，其中預設工作上限範圍係由上限邊界值BU1和上限邊界值BU2所定義，而預設工作下限範圍係由下限邊界值BD1和下限邊界值BD2所定義。在本實施例中，邊界值BU1、BU2、BD1以及BD2分別為255、250、0以及5，但本發明之實施例並不受限於此。

接著，進行測試圖案輸入步驟120，以輸入一測試圖案至待測類比至數位轉換器中，並偵測此待測類比至數位轉換器所輸出之灰階訊號。此測試圖案通常為一點圖形(Dot Pattern)，其包含有黑白相間的點狀圖案，以使灰階訊號在最大值和最小值之間震盪。

工作範圍提供步驟110係用以定義類比至數位轉換器所輸出之灰階訊號的上限範圍和下限範圍。對於測試圖案而言，灰階訊號的上限範圍係對應至白色灰階值的範圍，而灰階訊號的下限範圍則對應至黑色灰階值的範圍。在本實施例中，白色灰階值的範圍被定義在BU2~BU1之間，即250~255之間，而黑色灰階值被定義在BD1~BD2之間，即0~5之間。但本發明並不受限於此。

由上述說明可知邊界值BU1為灰階訊號的白色灰階上限值，而邊界值BU2灰階訊號的白色灰階下限值。類似地，邊界值BD1為灰階訊號的黑色灰階下限值，而邊界值BU2灰階訊號的黑色灰階上限值。

在測試圖案輸入步驟120後，接著進行判斷步驟130和140。在判斷步驟130中，判斷灰階訊號的值在一段預設時間內等於上限邊界值BU1和下限邊界值BD1之次數，以獲得超限次數T1。在判斷步驟140中，則判斷灰階訊號的值在預設時間內介於下限邊界值BD2和上限邊界值BU2間之次數，以獲得超限次數T2。在本實施例中，預設時間約等於5個垂直同步訊號的時間(即5張影像畫面的時間)，但本發明之實施例並不受限於此。

在判斷步驟130後，接著進行調整步驟150，以將超限次數T1與預設之超限標準次數S1來進行比較，並根據比較的結果來調整待測類比至數位轉換器的訊號增益值。由於超限次數T1係代表灰階訊號的白色灰階值和黑色灰階值超出或等於預設邊界值BU1和BD1的次數(如第4A圖)，若超限次數T1大於超限標準次數S1，則表示灰階訊號的白色灰階值和黑色灰階值的超限次數已經超過系統的容忍範圍，因此將待測類比至數位轉換器訊號增益值減少，以降低灰階訊號的值。在本實施例中，超限標準次數S1被定為1，而增益值減少量固定為1(dB)，意即當灰階訊號超過邊界值BU1和BD1的次數大於1次時，便將待測類比至數位轉換器的訊號增益值減少1(dB)。

在判斷步驟140後，接著進行調整步驟160，以將超限次數T2與預設之超限標準次數S2來進行比較，並根據比較的結果來調整待測類比至數位轉換器的訊號增益值。由於超限次數T2係代表灰階訊號的白色灰階值和黑色灰階值介於預設邊界值BU2和BD2的次數(如第4B圖)，若超限次數T2大於超限標準次數S2，則表示灰階訊號的白色灰階值和黑色灰階值的超限次數已經超過系統的容忍範圍，因此將待測類比至數位轉換器訊號增益值增加，以增加灰階訊號的值。在本實施例中，超限標準次數S2被定為1，而增益值增加量固定為1(dB)，意即當灰階訊號超出邊界值BU2和BD2的次數大於1次時，便將待測類比至數位轉換器的訊號增益值增加1(dB)。

由上述說明可知，本實施例之自動校正螢幕顏色方法100係根據灰階訊號的超限次數，來對待測類比至數位轉換器的訊號增益值進行自動調整。對於待測類比至數位轉換器而言，只需經過數次的判斷和調整步驟，即可自動地將訊號增益值調整至適當的範圍內，而不再需要依靠人工的方式來進行調整。

另外，值得一提的是，雖然本實施例之判斷步驟130和140係同時進行，但本發明之實施例並不以此為限。在本發明之其他實施例中，可先進行判斷步驟130再接著進行步驟140，反之亦可。

請參照第3圖，其係繪示根據本發明實施例之類比至數位轉換器自我校正方法200的流程示意圖。類比至數位轉換器自我校正方法200係類似於之類比至數位轉換器自我校正方法100，但不同之處在於類比至數位轉換器自我校正方法200更包含偏移調整步驟210，以於進行測試圖案輸入步驟120之前，先修正灰階訊號的偏差值。

在偏移調整步驟210中，首先進行測試訊號輸入步驟212，以輸入測試訊號至待測類比至數位轉換器，其中此測試訊號係對應至一輸出標準值。此輸出標準值為待測類比至數位轉換器在正常狀態下轉換測試訊號後應輸出的值。然後，進行差值計算步驟214，以計算待測類比至數位轉換器的實際輸出值與輸出標準值的差值。接著，進行，進行調整步驟216，以根據此差值來調整待測類比至數位轉換器的偏移(offset)設定，使待測類比至數位轉換器的實際輸出值與輸出標準值相同。

在本實施例中，測試訊號為黑色類比訊號。當此類比訊號被輸入至待測類比至數位轉換器時，其輸出值應為0。若待測類比至數位轉換器之輸出值不為0時，便調整待測類比至數位轉換器的偏移設定，以使其輸出值為0。在本發明之其他實施例中，測試訊號為白色類比訊號。當此類比訊號被輸入至待測類比至數位轉換器時，其輸出值應為255。若待測類比至數位轉換器之輸出值不為255時，便調整待測類比至數位轉換器的偏移設定，以使其輸出值為255。

另外，本實施例之類比至數位轉換器自我校正方法100和200可利用微控制器，例如複雜可編程邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device；CPLD)、場效型可編程邏輯陣列(Field Programmable Gate Array；FPGA)等來實現，並結合至數位與類比轉換器中，使數位與類比轉換器可進行自我校正的工作。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．圖案產生器

20．．．類比至數位轉換器

100．．．自我校正方法

110．．．工作範圍提供步驟

120．．．測試圖案輸入步驟

130．．．判斷步驟

140．．．判斷步驟

150．．．調整步驟

160．．．調整步驟

200．．．自我校正方法

212．．．測試訊號輸入步驟

214．．．差值計算步驟

216．．．調整步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，上文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖係繪示根據習知技術之類比至數位轉換器測試方法的示意圖。

第2圖係繪示根據本發明實施例之類比至數位轉換器自我校正方法的流程示意圖。

第3圖係繪示根據本發明實施例之類比至數位轉換器自我校正方法的流程示意圖。

第4A圖係繪示根據本發明實施例之類比至數位轉換器所輸出之灰階訊號的波形圖。

第4B圖係繪示根據本發明實施例之類比至數位轉換器所輸出之灰階訊號的波形圖。

100．．．自我校正方法

110．．．工作範圍提供步驟

120．．．測試圖案輸入步驟

130．．．判斷步驟

140．．．判斷步驟

150．．．調整步驟

160．．．調整步驟

Claims (10)

1. 一種類比至數位轉換器自我校正之方法，用以校正一類比至數位轉換器之一訊號增益值，其中該自動校正螢幕顏色之方法包含：提供一預設工作上限範圍和一預設工作下限範圍，其中該預設工作上限範圍係由一第一上限邊界值和一第二上限邊界值所定義，該預設工作下限範圍係由一第一下限邊界值和一第二下限邊界值所定義，該第一上限邊界值係大於該第二上限邊界值，該第二下限邊界值係大於該第一下限邊界值；偵測該類比至數位轉換器所輸出之一數位灰階訊號；判斷該數位灰階訊號之值在一預設時間內等於該第一上限邊界值和該第一下限邊界值之次數，以獲得一第一超限次數；判斷該數位灰階訊號之值在該預設時間內介於該第二下限邊界值和該第二上限邊界值間之次數，以獲得一第二超限次數；進行一第一調整步驟，以根據該第一超限次數以及一第一預設超限標準次數來調整該訊號增益值；以及進行一第二調整步驟，以根據該第二超限次數以及一第二預設超限標準次數來調整該訊號增益值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該第一上限邊界值為255，該第二上 限邊界值為250，該第一下限邊界值為0，該第二下限邊界值為5。
3. 如申請專利範圍第1項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該預設時間為複數個垂直同步訊號所對應之時間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該第一調整步驟包含：判斷該第一超限次數是否大於該第一預設超限標準次數，並提供一第一判斷結果；以及當該第一判斷結果為是時，減少該訊號增益值。
5. 如申請專利範圍第4項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該第一預設超限標準次數為1。
6. 如申請專利範圍第1項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該第二調整步驟包含：判斷該第二超限次數是否等於該第二預設超限標準次數，並提供一第一判斷結果；以及當該第一判斷結果為是時，增加該訊號增益值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該第二預設超限標準次數為該預設時間內所接收到的數位灰階訊號之筆數。
8. 如申請專利範圍第1項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，更包含一偏移調整步驟，該偏移調整步驟包含：輸入一類比測試訊號至該類比至數位轉換器，並偵測該類比至數位轉換器所輸出之一數位輸出值，其中該類比測試訊號係對應至一輸出標準值；計算該數位輸出值和該輸出標準值之一差值；以及根據該差值來調整該數位輸出值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該類比測試訊號代表黑色，該輸出標準值為0。
10. 如申請專利範圍第8項所述之類比至數位轉換器自我校正之方法，其中該類比測試訊號代表白色，該輸出標準值為255。