模/数转换器取样时钟相位的自动校正方法 技术领域
本发明属于集成电路设计技术领域，更具体地说涉及模/数转换器取样时钟相位的自动校正方法的改进。
背景技术
已有的模/数转换器取样时钟相位的自动校正方法，由于其数学模型十分复杂，很难用集成电路实现。即使勉强能够实现，其电路结构也非常复杂，校正过程则相当繁琐，而且不够准确。另外，其生产成本较高，可靠性则较差。
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种自动相位校正的方法，使之能自动调整模/数(A/D)转换器地的取样时钟相位，使取样点最合理，达到最佳的取样效果，有效改善经A/D转换后的数字图像的质量。
发明内容
为了达到上述目的，本发明至少包括以下步骤：①求经A/D转换后的图像灰度曲线拐点处的最大斜率值P和绝对值最大的斜率值P′；②将整幅图像内的上述点的斜率值求和K；③在一个周期内变换取样相位，得到不同相位时所对应的不同的K值；④比较K值，确定K值最大时所对应的相位，此相位即最佳取样相位；⑤根据最佳取样相位，对A/D转换器的寄存器进行正确设置。
本发明从统计数学的观点出发，通过对不同取样点、不同的取样相位得到的取样值的分析研究，发现彩色分量取样后的灰度值的斜率与取样时钟相位间有如下数学关系：
以红色分量R为例，假定在其灰度变化与对应斜率曲线上有相临的四个取样点B、C、D、E，则它们的斜率分别为：KBC=ΔyBCΔxBC=|YB-YC||XB-XC|]]>KDE=ΔyDEΔxDE=|YD-YE||XD-XE|]]>KCD=ΔyCDΔxCD=|YC-YD||XC-XD|]]>
设ΔX为单位时间间隔，有：
KBC＝|TB-TC| KDE＝|YD-YE|
KCD＝|TC-YD|
假设在CD段R的灰度上升最陡峭，即有KCD大于KBC和KDE。不难理解，在上升最为陡峭的地方，由于其两边的变化都相对平缓，只有当取样相位最准的时候，即刚好在陡峭段的两端，才会得到最大斜率值P。同理，当R的灰度值下降变化时，当取样相位最准的时候，得到绝对值最大的斜率值P′。考察整幅图像内这样的点，把它们的斜率值求和得：K=Σi=0N|Pi|]]>(N为图像内满足条件|Km-1|＜|Km|＞|Km+1|的
所有点的总和，m为对应考查点)
在一个周期(即0°～360°)范围内变换取样相位，可以得到不同的K值。当K拥有最大值时，此时的相位即最佳取样相位，取样点在模拟信号峰值的最高点或最高点附近。
本发明是利用经模/数转换后的图像灰度曲线拐点处斜率之和与取样相位间的关系来进行的。取样相位越准，经模/数转换后的图像灰度曲线拐点处斜率就越大。反之越小。
步骤①和②可由输入经A/D转换后的RGB灰度值、把相临点数据相减并延时得到三相临点的斜率(slope-pre、slope-mid和slope-cur)的减法模块，将上述三相临点的斜率数据进行比较与逻辑运算得到累加使能信号(acc-en)的逻辑电路，当累加使能信号acc-en为真时对slope-mid执行累加操作的累加器来完成。
上述减法模块中把相临点数据相减并延时得到三相临点的斜率的逻辑处理可均由依次连接的D触发器所组成。
为降低硬件的复杂程度，步骤③～⑤可均由微处理器完成。亦即斜率值求和K后输入MCU；在一个周期内变换取样相位，得到不同相位时所对应的不同的K值后由MCU进行比较，确定K值最大时所对应的相位；再由MCU根据最佳取样相位，对A/D转换器的寄存器进行正确设置。
累加值的最大值点P所对应的相位即A/D转换器取样时钟的最佳相位。
本发明提供了一种自动相位校正的方法，能自动调整模/数(A/D)转换器的的取样时钟相位，使取样点最合理，达到最佳的取样效果，有效改善经A/D转换后的数字图像的质量。它可广泛应用于各种针对静态模拟图像的A/D转换器中。
附图说明
图1为经模/数转换后的图像灰度变化与对应斜率的曲线。
图2为实施例1的步骤①和②的电路原理图。
图3为实施例1的减法模块的电路原理图。
图4为累加值与相位的关系图。
图1所示为经模/数转换后的图像灰度变化红色分量与对应斜率的曲线。曲线上有相临四个取样点B、C、D、E，则它们的斜率可分别求出。斜率的累加值K拥有最大值P时，所对应的相位即A/D转换器取样时钟的最佳相位。
图4进一步示出了累加值K与相位的关系。在一个周期360°内，累加值K拥有最大值P时，所对应的相位即A/D转换器取样时钟的最佳相位。
图2～图3示出了根据本发明的方法的实施例1的电路原理。步骤①和②可由把相临点数据相减并延时得到三相临点的斜率的减法模块1、逻辑电路2和累加器3完成。减法模块1的电路则主要由加法器和依次连接的D触发器4所组成。
具体实施方式
实施例1.一种模/数转换器取样时钟相位的自动校正方法。它包括以下步骤：①求经A/D转换后的图像灰度曲线拐点处的最大斜率值P和绝对值最大的斜率值P′；②将整幅图像内的上述点的斜率值求和K；③在一个周期内变换取样相位，得到不同相位时所对应的不同的K值；④比较K值，确定K值最大时所对应的相位，此相位即最佳取样相位；⑤根据最佳取样相位，对A/D转换器的寄存器进行正确设置。
实施例2.一种模/数转换器取样时钟相位的自动校正方法。其步骤①和②可由输入经A/D转换后的RGB灰度值、把相临点数据相减并延时得到三相临点的斜率(slope-pre、slope-mid和slope-cur)的减法模块，将上述三相临点的斜率数据进行比较与逻辑运算得到累加使能信号(acc-en)的逻辑电路，当累加使能信号acc-en为真时对slope-mid执行累加操作的累加器来完成。减法模块把相临点数据相减并延时得到三相临点的斜率的逻辑处理均由依次连接的D触发器来完成。
本实施例2的步骤①和②的RTL层次结构如图2～图3所示。图2是图1的减法器(sub)模块的展开图。图中输入信号为经模/数转换后RGB任一路灰度值均可。图中用date表示。把相临的两个输入数据date相减得到slope-cur-next，经三个时钟周期的延时，得到相临的四个数相减的结果slope-pre、slope-mid和slope-cur。对这三个数经过比较处理等逻辑运算得到累加使能信号acc-en。当acc-en为真时，表明此时的slope-mid为拐点处斜率，则累加器对slope-mid执行累加操作，即：
accmu＝accmu+slope-mid (accmu为累加值)
当一帧结束时，由场同步信号负责取出与相位相关的24位的累加结果accmu，并把累加器清零。然后将累加结果输入MCU。
步骤③～⑤则均由微处理器完成。亦即斜率值求和K(accmu)后输入MCU。在一个周期内变换取样相位，得到不同相位时所对应的不同的K值后由MCU进行比较，确定K值最大时所对应的相位。再由MCU根据最佳取样相位，对A/D转换器的寄存器进行正确设置。此时经A/D转换后的图像效果最好。
实施例1～2能自动调整取样时钟相位，达到最佳的取样效果，有效改善经A/D转换后的数字图像的质量。它可广泛应用于各种针对静态模拟图像的A/D转换器中。