彩色電視圓圖測試卡的產生方法
2023-05-08 23:35:06
專利名稱：彩色電視圓圖測試卡的產生方法
技術領域：
本發明是一種彩色電視圓圖測試卡產生方法。
顧惠娟、陳清華等人在《電子技術》(上海電子技術雜誌社出版)1988年第4期發表的「用z80-CPU產生彩色測試卡」一文中敘述了一種用z80-CPU產生彩色電視圓圖測試卡的方法。這種方法的特點是用程序軟體產生彩色電視圓圖測試卡中的大量信號，如灰度等級、彩條、圓軌跡等信號以及複合同步信號。這種方法有一困難之處，即編制軟體較難。z80-CPU的時鐘周期最高為4MHz，一條指令最短的執行時間為4個時鐘周期，也就是1μs，但是彩色電視圓圖測試卡中的一些訊號要求的時間是短於最短指令的執行時間的。例如，國家標準GB2097-80《彩色廣播測試圖》要求灰底白格背景中的18條垂直白線，線寬為230ns±10%。另外，標準中要求的其它信號，如垂直護邊框寬度1.66μs等等。顯然，用z80-CPU編製程序來達到標準中要求的時間困難是很大的，有些甚至是不可能的。因此勢必需要增加硬體設備來滿足要求，從而使結構變得複雜。
本發明的目的是介紹一種新的，結構簡單、定時精確、成本低的彩色電視圓圖測試卡產生方法。
下面結合附
圖1對這種方法進行說明。這同時也是一個實施例。
本發明由微型計算機1、只讀存儲器2、圖象時間計數器3、圖象碼鎖存器4、標準時間發生器5、圖象碼解碼器6、彩色信號編碼器7、時鐘發生器8、分頻器9組成。
只讀存儲器2存放彩色電視圓圖測試卡各彩色信號的編碼(圖象碼)和它們的時間。編碼方法是一種彩色賦於一個碼、包括黑、白及灰度這些彩色特例。如，對於國家標準GB2097-80來說，它有以下幾種彩色白、黃、青、綠、紫、紅、蘭、黑、兩種膚色、6級灰度、圓周圍的6種彩色、灰底背景、再加上同步頭這種比黑色還黑的彩色，共24種彩色，需24種碼。另外還有一些控制碼，一般來講對國家標準GB2097-80來說，用5位二進位碼就可以表達。與這些圖象碼同時存入只讀存儲器2的是這些彩色信號的時間，這些時間轉換成二進位數存放在只讀存儲器2中。它的轉換公式是α＝fcT其中fc為時鐘發生器8頻率，T為彩色信號的時間，α為二進位數。它們在只讀存儲器2中存放的方法是彩色信號的圖象碼和它對應的時間α存放在一起。存放順序既可以是圖象碼在前，時間α在後，也可以時間α在前，圖象碼在後。只讀存儲器2如是字節型的，圖象碼未用的位可以被時間α佔用。
把彩色電視圓圖測試卡按行分解，每行中的各個彩色單元按照它們的彩色編成圖象碼，並按照它們在行中出現的先後順序，連同它們的時間，按照上述方法依次存放在只讀存儲器2中。行消隱的電平與黑色電平相同，因此每行的行消隱和行同步及它們的持續時間也按照上述方法作為特殊彩色信號存放。在圖象碼解碼器6中，它們被圖象碼解碼器6區別譯出。
各場中的各行的圖象碼和時間按照行掃描順序的先後依次存放在只讀存儲器2中。場消隱和場同步脈衝也和行消隱和行同步脈衝一樣，作為特殊彩色信號處理，存放在只讀存儲器2中。除了標準時間以外，整幅測試卡的圖象都以上述方法存放在只讀存儲器2中。
只讀存儲器可由EPROM、EEPROM、ROM等集成電路構成。
圖象時間計數器3是一可預置數計數器。它至少有二組計數器組，其中一組在計數時，它對應的圖象碼鎖存器組向圖象碼解碼器6輸出圖象碼，這時，其它計數器組或處於等待狀態，或接收只讀存儲器2送來的下一彩色信號的時間。這樣作是為了克服只讀存儲器2固有的讀數時間。當一組圖象時間計數器計數完畢後，它啟動下一組圖象時間計數器組開始計數，並且制止它對應的圖象碼鎖存器組向圖象碼鎖存器組向圖象碼解碼器6輸出圖象碼，同時它還通知只讀存儲器2為它以及它對應的圖象碼鎖存器組裝新的時間和圖象碼。
圖象碼鎖存器4鎖存只讀存儲器2送來的圖象碼，並把它送入圖象碼解碼器6中。它至少也有二組，當一組把圖象碼送入圖象碼解碼器6時，其它圖象碼鎖存器組或處於等待狀態，或接收只讀存儲器2送來的新的圖象碼。這樣做也是為了克服只讀存儲器2固有的讀數時間。當一組圖象碼鎖存器組結束工作時，下一組圖象碼鎖存器組在它對應的圖象時間計數器組的啟動下立即開始工作。
圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組是一一對應的，即每組圖象碼鎖存器組都有它對應的圖象時間計數器組，且圖象碼鎖存器組工作與否受對應的圖象時間計數器組控制。當一組圖象時間計數器組開始工作時，它同時啟動對應的圖象碼鎖存器組工作，把鎖存的圖象碼送入圖象碼解碼器6解碼。該圖象時間計數器組預置的正是對應的圖象碼鎖存器組鎖存的圖象碼對應的彩色信號時間。正由於有這樣一種一一對應的關係，彩色圖象的二要素彩色和時間，嚴格、準確地確定下來。當一組圖象時間計數器組結束工作時，它制止所對應的圖象碼鎖存器組向圖象碼鎖存器組向圖象碼解碼器6輸出信號，同時啟動下一組圖象時間計數器組開始工作，且通知只讀存儲器2為它對應的圖象碼鎖存器組裝數，因此圖象碼鎖存器4不需要再通知只讀存儲器2。
圖象碼解碼器6把圖象碼鎖存器4送來的圖象碼譯成彩色三基色信號--R、G、B信號，同時，它還承擔圖象同步訊號的翻譯工作，恢復同步消隱信號和同步信號。圖象碼解碼器6可由電阻網絡等電路構成。
標準時間發生器5產生標準時間。時、分、秒各為二位十進位數、為黑、白二色信號。圖象碼解碼器6是否對標準時間發生器5輸出的標準時間進行解碼是由正在工作的圖象碼鎖存器組是否輸出標準時間控制碼確定。標準時間發生器5始終在計時，但只有正在工作的圖象碼鎖存器組輸出標準時間控制碼時，圖象碼解碼器6才對標準時間發生器5輸出的標準時間信號進行解碼、輸出標準時間信號對應的R、G、B信號，標準時間的時間長度則由圖象碼鎖存器組對應的圖象時間計數器組確定。在平時，圖象碼鎖存器組輸出的不是標準時間控制碼，因此圖象碼解碼器6不對標準時間信號解碼。因而這兩種信號不會發生衝突。在只讀存儲器2中對應於彩色電視圓圖測試卡中標準時間圖象碼的存儲單元現存入標準時間控制碼，對應的圖象時間存儲單元存儲標準時間的時間。這樣，當應顯示標準時間時，圖象碼鎖存器4輸出的是標準時間控制碼，因此圖象碼解碼器6對標準時間信號解碼，輸出標準時間信號對應的R、G、B信號。因而保持時間上的嚴格一致。標準時間發生器5可由晶體振蕩器、分頻器、字型解碼器等構成。其中晶體振蕩器產生基準頻率，然後經過分頻器得到時、分、秒信號，再經過字型解碼器變換成時、分、秒的字型碼輸出，至圖象碼解碼器6。如果基準頻率由時鐘發生器8分頻得來，則晶體振蕩器可省略。字型解碼器的任務也可由微型計算機1承擔，這時字型解碼器也可省略。
彩色信號編碼器7接收三基色信號R、G、B及同步訊號，進行編碼、彩色付載波調製等等工作，輸出彩色全電視視頻信號，它可使用常用電路方案。
時鐘發生器8輸出時鐘脈衝給圖象時間計數器3。它的頻率fC必須等於彩色圓圖測試卡中各彩色圖象時間的最大公約數的倒數，或是它的整數倍，在確定圖象時間的最大公約數時應考慮到圖象時間允許的誤差，以避免最大公約數太小，頻率fC難以實現。頻率fC同時必須是行頻的整數倍。這樣保證圖象時間計數器3在對一行圖象單元進行計數時，時間與彩色電視要求的行周期嚴格一致。時鐘頻率fC經分頻器9M次分頻後，得到fT，送入微型計算機1，作為微型計算機1的時鐘信號。時鐘發生器8的時鐘頻率fC還送入彩色信號編碼器7，與彩色信號編碼器7中的彩色付載波發生器進行鎖相，以保證整個系統行頻、場頻、彩色付載波頻率等各種基本頻率之間嚴格一致。時鐘發生器8可由晶體振蕩器等常用電路構成。
分頻器9把時鐘發生器8的時鐘頻率fcM次分頻，送入微型計算機1作為它的時鐘信號。
整個系統的工作過程如下當上電或對微型計算機1進行復位操作後，微型計算機1對自身進行一些初始化操作，如置棧底，寄存器清除等之後，給只讀存儲器2置初始地址，然後，啟動只讀存儲器2對所有的圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組裝數。只讀存儲器2首先把初始地址開始的幾個存儲單元中裝的第一組圖象碼和圖象時間分別送入第一組圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組中。只讀存儲器2每輸出一個存儲器單元內容後，地址就加1(或減1)。然後，只讀存儲器2給下一組圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組裝入第二組圖象碼和圖象時間，直至全部圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組都裝完數為止。這時只讀存儲器2停止裝數，等待來自圖象時間計數器組的裝數觸發信號的到來。
微型計算機1在所有圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組都裝完數後，發出一啟動信號給第一組圖象時間計數器組，第一組圖象時間計數器組開始工作。與此同時第一組圖象時間計數器組立即啟動對應的第一組圖象碼鎖存器組把第一個彩色單元的圖象碼送入圖象碼解碼器6中，圖象碼解碼器6開始把第一個彩色單元的圖象碼譯成對應的三基色信號-R、G、B信號送入彩色信號編碼器7中。彩色信號編碼器7把輸入的R、G、B信號再轉換成彩色全電視視頻訊號輸出。
當第一組圖象時間計數器計數完畢後，也就是第一個彩色單元時間到後，第一組圖象時間計數器組發出三個觸發信號，一個觸發信號送入第二組圖象時間計數器組，啟動第二組圖象時間計數器組開始工作，開始對第二個彩色單元計時。第二組圖象時間計數器組同時還立即啟動第二組圖象碼鎖存器組向圖象碼解碼器6輸出圖象碼。第二個觸發信號給它對應的第一組圖象碼鎖存器組，使它停止向圖象碼解碼器6輸出信號。第三個觸發信號送入只讀存儲器2，這個信號也就是上述的裝數觸發脈衝，通知只讀存儲器2給它及其它對應的圖象碼鎖存器組裝新的數。
其它組圖象時間計數器組及圖象碼鎖存器組的工作過程與第一組完全相同。
當最後一組圖象時間計數器組結束工作後，它給第一組圖象時間計數器組發觸發脈衝，啟動第一組圖象時間計數器組又開始工作，而第一組圖象時間計數器組又啟動第一組圖象碼鎖存器組再開始工作。這樣，周而復始，所有的圖象時間計數器組和圖象碼鎖存器組形成循環工作。把彩色電視圓圖測試卡中的各彩色單元一一產生出來，形成彩色電視圓圖測試卡的完整彩色電視圖象。
當圖象碼鎖存器組輸出同步碼時，圖象碼解碼器6把它譯成行同步脈衝和場同步脈衝，送入彩色信號編碼器7中，提供彩色信號編碼器7所需的同步信號。其中行同步脈衝還送入微型計算機1，微型計算機1對行同步脈衝計數，當微型計算機1所計的行同步脈衝數與一幀圖象對應的行同步脈衝數相同時，這時表明系統已輸出完整的一幀圖象的彩色全電視視頻信號，對於隔行掃描電視系統來說，它是二場信號。微型計算機1立即給只讀存儲器2重新裝入初始地址，使只讀存儲器2從頭開始輸出數據，重複輸出下一幀圖象的內容。這樣，整個系統形成循環工作。
當圖象碼鎖存器組輸出的是標準時間控制碼時，圖象碼解碼器6對標準時間發生器5送來的標準時間信號進行解碼，這時系統輸出為標準時間的彩色全電視視頻信號。
本方法在上述基礎上可有多種替換方案。
例如，一種替換方案是，在實施時，可根據實際情況，把一些圖象的產生任務從只讀存儲器2中移出，用專門的圖象發生器來產生這些圖象，這時在只讀存儲器2中對應於這些圖象的圖象碼存儲單元中現存入這些圖象對應的圖象控制碼，對應於圖象時間的存儲單元仍存入這些圖象的時間。這種替換方案的存儲方式和工作方式與標準時間發生器完全相同。
下面以實施例2來說明這種替換方案，該實施例結合附圖2進行說明。
實施例2附圖2除了增加一清晰度線發生器10以外，其餘與附圖1完全相同。彩色電視圓圖測試卡中清晰度線頻率較高，如國家標準GB2097-80要求最高頻率為5.625MHz，即周期小於0.2μs，在一周期中圖象色彩變化兩次，即從黑變到白，或從白變到黑，每種彩色時間小於0.1μs，這就要求只讀存儲器2的讀數時間至少必須小於0.1μs，目前只讀存儲器的讀數速度難以達到這樣高的速度。因此本實施例把清晰度線產生的任務從只讀存儲器2中移出，交給由硬體組成的專門圖象發生器-清晰度線發生器10、該清晰度線發生器10是一多波群發生器，它產生彩色電視圓圖測試卡中的清晰度線，對於GB2097-80來說，它應產生以下頻率1.8、2.8、3.8、4.8、5.625MHz。這時，只讀存儲器2中對應清晰度線圖象碼的存儲單元現存入清晰度線控制碼，對應清晰度線圖象時間的存儲單元仍存入清晰度線圖象時間。清晰度線發生器10的工作方式與標準時間發生器5的工作方式完全相同，即當圖象碼鎖存器組輸出清晰度線控制碼時，圖象碼解碼器6對清晰度線發生器10輸出的清晰度線信號進行解碼，平時不對它解碼。
實施例3是另一種替換方案，結合附圖3對它進行說明。
實施例3附圖3除了增加一個與門器11以外，其餘與附圖2，完全相同。在本實施例中只讀存儲器2隻存儲13種圖象碼和3種控制碼一種是標準時間控制碼，一種是清晰度線控制碼。這樣，使用4bit，也就是半個字節就能表達。其餘的圖象碼由微型計算機1程序軟體產生，但微型計算機1產生的這些圖象碼必須與只讀存儲器2產生的圖象控制碼經過與門器11相與才能送入圖象碼解碼器6，也就是只有在兩種碼同時出現時圖象碼解碼器6才對微型計算機1輸入的圖象碼解碼，產生對應的彩色。如果微型計算機1產生的圖象碼在只讀存儲器2產生的圖象控制碼之前就開始，在它結束以後再結束，顯然，微型計算機1輸出的圖象碼對應的彩色圖象的時間由只讀存儲器2產生的圖象控制碼的時間確定，而不是由微型計算機1確定。這樣，一些圖象碼由微型計算機1產生，但這些圖象碼對應的圖象時間仍由只讀存儲器2存儲的這些圖象的時間確定，這樣就解決了微型計算機1難以產生精確圖象時間的困難。
由於一些圖象碼由微型計算機1產生，只讀存儲器2的圖象碼所需的二進位位數可壓縮，從而節省了只讀存儲器2的存儲量，本實施例中，圖象時間計數器3最大計數時間超過256，即一個字節，如計數時間超過256，可用二個或二個以上圖象時間計數器組一起計數。只讀存儲器2存儲方式可以處理如下圖象時間圖象碼圖象碼圖象時間圖象時間NNN+1N+1N+2…1位元組半字節半字節1位元組1位元組圖象碼圖象碼圖象碼N+2N+3N+3…半字節半字節1位元組這樣，一個彩色單元僅需1個半字節存儲單元，其中一個字節存儲圖象時間，半字節存儲圖象碼。
根據本方法制出實驗樣機，能滿意地產生滿足國家標準GB2097-80要求的彩色電視圓圖測試卡，且結構簡單，成本低廉。
權利要求
1.一種產生彩色電視圓圖測試卡的方法，其特徵是採用由微型計算機1、只讀存儲器2、圖象時間計數器3、圖象碼鎖存器4、標準時間發生器5、圖象碼解碼器6、彩色信號編碼器7、時鐘發生器8、分頻器9組成的系統。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是也可以再增加清晰度線發生器10和與門器11，清晰度線發生器10用來產生清晰度線。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是賦於彩色電視圓圖測試卡中出現的每種彩色以一種圖象碼，行、場同步作為特殊彩色處理，並給一些控制信號也賦於碼，彩色電視圓圖測試卡中的一行中各彩色單元按彩色種類編成圖象碼，並和它們的時間一起按在行中出現的先後順序依次存放在只讀存儲器2中，除了標準時間以外，整幀彩色電視圓圖測試卡按照行出現的先後順序把圖象碼及其圖象時間依次存放在只讀存儲器2中。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵是圖象碼和圖象時間分別送入圖象碼鎖存器4和圖象時間計數器3，圖象碼鎖存器4至少有二組圖象碼鎖存器組，圖象時間計數器3至少有二組圖象時間計數器組，圖象碼鎖存器組和圖象時間計數器組一一對應。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵是標準時間由標準時間發生器5發生，圖象碼解碼器6對標準時間發生器5送來的標準時間信號解碼受圖象碼鎖存器輸出的標準時間控制碼控制。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵是圖象時間計數器3的時鐘脈衝由時鐘發生器8產生，時鐘頻率fC等於彩色電視圓圖測試卡中各彩色圖象時間的最大公約數的倒數，或為它的整數倍，且為行頻的整數倍。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵是彩色電視圓圖測試卡的一些圖象的產生可從只讀存儲器2移出，由專門的圖象發生器產生。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵是其中一些圖象碼可由微型計算機1程序軟體產生，這些圖象碼必須和只讀存儲器2的圖象控制碼通過與門器11相與後才能送入圖象碼解碼器6。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵是圖象碼解碼器6接收來自圖象碼鎖存器4的圖象碼，並把它譯成對應彩色的三基色R、G、B信號或同步訊號。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵是彩色信號編碼器7接收R、G、B信號和同步信號，產生彩色全電視視頻信號。
全文摘要
本發明是一種彩色電視圓圖測試卡的產生方法。它主要由只讀存儲器、圖象時間計數器、圖象碼鎖存器等組成。其主要特點是只讀存儲器存儲測試卡中彩色圖象的圖象碼和時間，並把它們分別送入圖象碼鎖存器和圖象時間計數器中，這樣，彩色電視的二要素彩色和時間都能準確地確定。因而，本發明具有結構簡單、性能強、成本低等優點。
文檔編號H04N9/04GK1046256SQ9010138
公開日1990年10月17日 申請日期1990年3月12日 優先權日1990年3月12日
發明者陳大嵐, 尹欽陽 申請人:陳大嵐, 尹欽陽