Helligkeitswert im Videosignal auswerten

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Trixi24
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 07. Feb 2010, 22:13

Hallo,

weiß jemand, wie man den Helligkeitswert der Bilder im Videosignal am einfachsten auslesen bzw. ausleiten kann, um damit eine dynamische Lampensteuerung für einen Projektor zu betreiben?

Konkret betreibe ich 4 High-Power-Leds an einer Konstantstromquelle welche pwm-fähig und dimmbar ist.
Durch die extrem schnelle Ansprechzeit der LEDs ist es ja möglich, diese millisekundengenau zu dimmen.

Diese Dimmfunktion wird in der einfachsten Version über ein Poti gesteuert.

Hat jemand eine Idee, wie man den durchschnittlichen Helligkeitswert eines jeden Bildes einfach ermitteln und zur Helligkeitssteuerung der LEDs nutzen kann?

Gibt es die Möglichkeit die Luminanz aus einem HDMI-Kabel auszulesen oder einfach aus dem S-Video-Signal?

Ich hatte kurz darüber nachgedacht, mit einem lichtempfindlichen Widerstand zu arbeiten, der dürfte vermutlich aber zu träge reagieren.
Zudem müsste dieser innerhalb des Lichtweges meines DLP-Beamers installiert werden, um z.B. den Lichstrom zu messen, welcher von den DLP-Spiegeln
in die Dunkelfalle gelenkt wird.
Je mehr Licht in die Dunkelfalle gelenkt wird, desto dunkler ist ja das tatsächlich sichtbare Bild.

Ideen ?

TheByte
Stammgast

#2 erstellt: 09. Feb 2010, 20:22

Da hat jemand das gleiche vor wie du:

Auswärts-Link.

mfG

EDIT:
ich hab da so eine Vermutung, dass du das bist

[Beitrag von TheByte am 09. Feb 2010, 20:23 bearbeitet]

Trixi24
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 09. Feb 2010, 21:37

Klar, das bin ich.

Ist ja wohl auch nichts verwerfliches, oder?

ich hatte mir die Lösung etwas einfacher vorgestellt, bzw.
mehr Antworten erwartet.
Aber inzwischen musste ich feststellen, dass das alles
nicht so einfach ist......

Zur Zeit experimentiere ich mit einem LDR, der in reihe zu
dem Poti einer dimmbaren Konstantstromquelle läuft.
mal sehen, Versuch macht kluch.

Trixi

Fempto
Stammgast

#4 erstellt: 09. Feb 2010, 22:12

Hi,

nimm mal an nach einer hellen Bildszene folgt eine längere dunklere Szene mit etwa gleichem Bildinhalt.
Das würde ja heissen, dass das Bild langsam immer dunkler wird bis es vielleicht mal ganz Schwarz wird.
Ist ja regeltechnisch dann auch nix anderes als eine Mitkopplung.
Aber dein Versuchsergebnis würd mich trotzdem interessieren

Gruß Fempto

Cpt._Baseballbatboy
Inventar

#5 erstellt: 10. Feb 2010, 00:54

Moin,

er sollte mal in seinem anderen Thread im Messtechnik-Forum nachgehen:

http://www.hifi-foru...um_id=135&thread=313

Mich selbst zitierend:

Moin,

an das HDMI-Signal wirst Du nur schwer herankommen, bleiben noch die analogen Verbindungen.

Auf die Schnelle fällt mir ein Integrierer (besser: Tiefpass) ein. Bei PAL haben wir es mit 50 Bildern pro Sekunde zu tun (ja, es sind 50, auch wenn bei interlaced die jeweils nur halb vertikal aufgelöst sind), es dauert also 20 ms, bis ein Bild vollständig durchgelaufen ist. In der Gegend müsste dann auch die Zeitkonstante liegen, wenn Du eine sehr flinke Regelung möchtest. Das muss aber gar nicht. Bei normalem Filmmaterial hast Du in den Szenen nur langsame Helligkeitsschwankungen, selbst bei einem Schnitt sind es meist immer etliche Frames, bevor die durchschnittliche Helligkeit sich verändert.

An welchem analogen Signal Du das abgreifst ist eigentlich egal. Bei FBAS ist zwar der Farbträger mit hineinmoduliert, aber erst so weit oben, dass den Integrierer das gar nicht interessiert. Bei S-Video und YPbPr musst Du Y abgreifen, bei RGB rein theoretisch die drei Kanäle korrekt addieren. Es müsste aber auch reichen, allein Grün zu nehmen - da sind über 70% der Helligkeitsinformation drin.

Zwei Probleme sehe ich bei der Lösung:

1.) der Integrierer muss einen 50-Ohm-Abschluss (oder anders, je nachdem wo Du abgreifst). Der macht Dir definitv Dein Videosignal platt. Das kann man evtl. über den Helligkeitsregler des TVs/Beamers ausgleichen, das verschiebt aber auch meist die Farbtemperatur und die Farborte. Besser wäre eine Doppellösung: ein Integrierer für Deine Steuerung, ein OP mit Verstärkung 2 als Ausgleich in Richtung Endgerät.

2.) Die Luminanz ist per Definition immer positiv. Das bedeutet, dass Dir unter Umständen der Integrierer weglaufen könnte (passiert nicht mit einem Tiefpass). Man kann sich auch nicht darauf verlassen, dass die Videoausgänge AC-gekoppelt sind. Ich hatte schon einmal ein Gerät, da war ganz lässig ein Offset von 4V drauf. Also grundsätzlich selber für die AC-Kopplung sorgen.

Alles in allem ist die Geschichte nicht ganz trivial, aber machbar. Schöne Sache zum Lernen.

Cpt.

Cpt.

Trixi24
Ist häufiger hier

#6 erstellt: 12. Feb 2010, 14:02

Danke zunächst mal für die Antwort.

So ganz habe ich das mit dem Integrierer noch nicht verstanden.
kannst Du da vielleicht noch ein paar Sätze drüber verlieren?

Bzgl. der Regelungsgeschwindigkeit sehe ich das ähnlich wie Du, allzu schnell muss es nicht sein, zumal ich ja den
Mittelwert eines Bildes haben möchte.

Die Luminanzauswertung soll parallel und unabhängig von
der HDMI-Verbindung zum Beamer sein.
Soll heißen, der Beamer bekommt seine Signale über HDMI,
die Steuerelektronik für die LEDs bekommen ihr Signal dann
über S-Video / FBAS , was ich zusätzlich vom AVR ja zur Verfügung habe.

Gruß Trixi

Fempto
Stammgast

#7 erstellt: 12. Feb 2010, 21:03

Hi,

Bzgl. der Regelungsgeschwindigkeit sehe ich das ähnlich wie Du, allzu schnell muss es nicht sein, zumal ich ja den
Mittelwert eines Bildes haben möchte.

Nur hat man da schon ein Problem, besonders wenn man oben und unten im Bild schwarze Streifen hat. Da werden im Film die sichtbaren Bereiche sicher schon oben und unten einen Helligkeitsunterschied aufweisen.
Sicher kann man es noch langsamer machen, so hat man aber bei Szenenwechsel mit Überblendeffekte zu kämpfen.

Idee:
Vom S-Video den Bildanfang feststellen und die Integrationsschaltung für die Helligkeitsinformation (Luminanzsignal) entladen und starten.
Bei Bildende den integrierten Wert mit eine Sample and Hold-Operationsverstärkerschaltung festhalten. Dieser gespeicherte Wert bekommt der Beamer für das nächste Bild als Steuerinfo.
Dann gehts von vorne wieder los.

Schaltungstechnisch wäre es sicher einfacher das mit dem Sample and Hold zum Bildanfang zu legen, kurz bevor der Integrierer entladen wird - der logischen Erklärung wegen habe ich das oben anders beschrieben.

Gruß Fempto

Cpt._Baseballbatboy
Inventar

#8 erstellt: 12. Feb 2010, 23:37

Moin,

Trixi24 schrieb:

So ganz habe ich das mit dem Integrierer noch nicht verstanden.
kannst Du da vielleicht noch ein paar Sätze drüber verlieren?

ein Integrierer integriert

das Eingangssignal. Das heißt, er summiert das Eingangssignal kontinuierlich auf. Deshalb ist der auch nicht ganz so geeignet für die Aufgabe. Besser ist ein Tiefpass, weil der einen Endwert der Sprungantwort hat (ein Integrierer nicht).

@Fempto: über Sample'n'Hold und Rücksetzung hatte ich auch schon im Geheimen filosofiert, aber ich denke nicht, dass der Aufwand gerechtfertigt ist. Immerhin lässt sich mit der Grenzfrequenz des Tiefpasses die Regelei deutlich beschleunigen, und dann sind auch schnellste Szenenwechsel kein Problem mehr.

Cpt.

rebel4life
Inventar

#9 erstellt: 13. Feb 2010, 12:30

In der Elektor war ne Schaltung für Composite/Svideo drin, die anhand der Farben des Bildes eine Mischfarbe bildet, Helligkeit ist wenn ich mich nicht täusche auch drin. Sprich da einfach mal nachschauen.

MFG Johannes

Trixi24
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 13. Feb 2010, 15:21

Meinst Du diesen Artikel?

S-Video-Konverter Magazine article

Erschienen in Ausgabe 463, Juli/August 2009
Die jüngsten Entwicklungen bei Flachbildschirmen und hoch aufgelöstem Fernsehen haben dazu geführt, dass viele TV-Geräte mit Bildröhre ausgemustert werden, obwohl sie noch längst nicht altersschwach sind, Dabei wären sie durchaus noch als Zweit- oder Drittgerät im Gästezimmer oder Hobbyraum zu gebrauchen.
Die modernen LCD- und Plasma-TV-Geräte sind in der Regel reichlich mit Eingängen ausgestattet, digitale DVI- und HDMI-Eingänge gehören ebenso dazu wie analoge S-Video-Eingänge. Im Gegensatz dazu ist sogar bei Röhrengeräten, die erst vor wenigen Jahren auf den Markt kamen, oft nur ein Composite-Signaleingang vorhanden. Der Composite-Eingang hat entweder eine eigene Anschlussbuchse, oder er ist über die SCART-Buchse zugänglich. Häufig gibt es auch beides.
Natürlich ist es schade, wenn gute Röhrengeräte vorzeitig auf dem Recycle-Hof landen. Deshalb haben wir einen einfachen Konverter mit nur zwei Transistoren erdacht, der S-Video-Signale in Composite-Videosignale umsetzt.

Gruß Trixi

rebel4life
Inventar

#11 erstellt: 13. Feb 2010, 16:55

http://www.elektor.de/jahrgang/2008/februar/tv-light.349909.lynkx

Das meinte ich.

MFG Johannes

Trixi24
Ist häufiger hier

#12 erstellt: 13. Feb 2010, 18:42

So,ich hab jetzt ein wenig im "Elektor" gegoogelt.

Der Artikel "TV-Light" geht weit über das hin hinaus,
was ich eigentlich erreichen möchte, hat mir aber dennoch
eine neue Idee gebracht.

Im Elektor 7-8/2000 ist eine "RGB-nach-Frabdifferenz-Konverter-Schaltung" beschrieben.

Vielleicht bin ich jetzt inzwischen völlig vernebelt,
aber sowohl im "YUV"- / als auch im "YPbPr"-Signal müsste doch
"Y" -also die von mir gewünschte Helligkeitsinformation- isoliert vorhanden sein, oder?

Da bei YPbPr das Syncronisationssignal zusammen mit "Y" übertragen wird (hab ich aus Wikipedia), müsste man dieses doch wegfiltern, um die reine Helligkeitsinformation zu erhalten, oder?

Wenn ich bis jetzt nichts falsch gedacht oder verstanden habe,
muss ich nur noch klären, wie ich aus der "Y-Buchse" ein
für meinen LED-Dimmer brauchbares Signal herbekomme.

So, mir raucht etwas der Kopf

Trixi

Trixi24
Ist häufiger hier

#13 erstellt: 13. Feb 2010, 19:10

Oh nee!!

Im Kreis gedreht...
da wären wir ja wieder beim ersten Vorschlag von Cpt Base.
mit dem Tiefpaß....

Wie würde denn in meinem Fall der Bauteilewert errechnet?
Tiefpaß kenn ich bis jetzt nur aus passiven Frequenzweichen
von Lautsprecherboxen.