[发明专利]一种数码动态－非线性CRT投影系统亮度补偿方法

说明书

本发明属数字电子技术领域。

自70年代CRT三管投影技术产生以来，由系统光路的固有特点所造成图象光栅亮度分布的不均匀的问题一直没有得到解决，角区的亮度一般只有中心区的20％-30％。

国内外曾在线性补偿电路的理论框架的基础上，进行了一些补偿试验，由于受限于CRT的束流密度、ABL等因素、无法同时兼顾高亮度画面及低亮度画面的协调补偿，无法获得满意的效果。

但利用人眼的视觉掩蔽特点(更敏感于低亮度背景的亮度差异)，可利用像素亮度自身进行(反向)非线性调制，使中低亮度的画面获得完善的补偿，而高亮度下及亮尖峰下又不会超出束流密度及产生限幅。

本发明的目的就在于：解决已有技术的不足之处，利用动态非线性补偿理论，从数字通道切入，进行数据的补偿，使得应用更简便，更稳定。本发明所提出了“数码动态—非线性—补偿理论”，由于对中低亮度场景的图像进行了几乎完备的补偿，不仅获得了良好的视觉效果，也使显像管的边角区不丧使完善的保护。如果将上理论用数码系统来实现，将会带来更大的方便性及灵活性，更适用于100Hz的数码视频系统。

本发明的特点是：对数字化了的视频信号进行动态非线性补偿运算处理，利用CRT显示面上的坐标(x、y或极坐标r)及亮度数据(Y或R、G、B)进行数值运算，从而得到新的亮度数据(Y或R、G、B)，取代原数据。

本发明的技术关键是：利用动态—非线性补偿理论进行像素数据修改计算，该方法是通过以下电路来实现的；由A/D转换器、数据存储及运算转换器、CPU系统、D/A转换器等构成；其工作过程为；模拟视频信号经A/D转换器变换成数字信号、在CPU系统指令控制下、使数字化的视频信号再经数据存储及运算换器内按动态—非线性补偿算法法则进行变换；其变换因子含有几何校正因子项及动态—非线性效正因子项，变换后的视频信号再经D/A转换器转换成新的视频信号。

视频信号指的是Y(亮度信号)或R、G、B(单色亮度信号)。

上述的动态—非线性补偿算法法则指的是，CRT光栅上每一点所相应的视频数据的复合校正因子项函数，该函数是一个曲面，该曲面的顶点(极值点)对应于CRT的中部的坐标：如果将该函数的数值(绝对值)定义为该曲面上的某一点与过该曲面顶点的切面的距离；则该数值不仅与CRT上每一个像素点的位置坐标有关，也与该像素点的原亮度信号的亮度数值有关；其具体关系为：原亮度信号数据所需的相应数值变换，在均匀亮场的条件下，越远离CRT的中心的位置所得的提升数值越大(如是负亮度函数来说则是提升的数值越小)；但随原亮度的增高所得的提升数值越小(如是负亮度函数来说则是提升的数值越小)；但随原亮度的增高所得的提升数值越小；对于屏幕上某一固定点来说，随着原亮度信号亮度数值的增加而提升的数值越小：CRT中心点的提升数数值不变：其具体的数学表达式为：

        y^*＝y*K(r、y)＝y*K₁(r)*K₂[Φ(y)*r+C]

        K：为变换因子。

        K₁：为几何校正因子项。

        K₂：动态—非线性校正因子项。

        K函数特点：或≤0或≥0

K₁函数特点：或≤0

K₂函数特点：或≥0

函数曲面/曲线的极值点为：

如果选取对称状函数

    有 ∂ K / ∂ r | r = 0 = 0 ]]>