一種led虛擬顯示模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一般地涉及一種光學(xué)建模，特別是涉及一種LED虛擬顯示模型。為了解決現(xiàn)有虛擬LED顯示屏的建模方法與目前LED像素點(diǎn)一紅一綠一藍(lán)適配的問題與分時(shí)復(fù)用技術(shù)對(duì)灰度的折中問題，本發(fā)明的目的是提供一種LED虛擬顯示模型，其包括：一種建模方法，以每個(gè)亞像素為頂點(diǎn)把屏幕劃分成無數(shù)三角形，虛擬像素點(diǎn)位于每個(gè)三角形的外心；一種控制方法：用平滑濾波器創(chuàng)建的掩膜，根據(jù)實(shí)際屏幕的排序，把對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的顏色數(shù)值提取出來，假如實(shí)際的屏幕排列如上述建模方法的那樣排列，那么在圖像的(1，1)點(diǎn)提取紅色的亞像素的值作為R 的值，在(1，2)點(diǎn)處提取綠色亞像素的值作為G 的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個(gè)新的一維矩陣。
【專利說明】
一種LED虛擬顯示模型
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明一般地涉及一種光學(xué)建模，并且更特別地，涉及一種LED虛擬顯示模型。
【背景技術(shù)】
[0002] 人眼在觀察景物時(shí)，光信號(hào)傳入大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時(shí)間，光的作用結(jié)束 后，視覺形象并不立即消失，而要延續(xù)0.1秒的時(shí)間，人眼的這種性質(zhì)被稱為"眼睛的視覺暫 留"。LED顯示屏的顯示原理主要利用了人眼的視覺暫留：LED顯示屏在1秒內(nèi)刷新60次就可 在人眼中形成一系列一閃的、連續(xù)的畫面。每個(gè)LED燈珠在每次刷新的過程中又細(xì)分為點(diǎn)亮 和熄滅兩個(gè)階段，由于一次刷新時(shí)間間隔很短，在人眼看來這個(gè)刷新過程只有明暗感。在顯 示過程中，顏色由多個(gè)色彩不一的LED燈珠調(diào)節(jié)明暗而形成。一般每個(gè)顏色由8bit的數(shù)據(jù)控 制，可以實(shí)現(xiàn)256種不同明暗程度，這個(gè)數(shù)據(jù)又稱為8bit灰度。8bit灰度的紅綠藍(lán)三色的混 合就能形成大概1600萬種顏色，這已經(jīng)超出了人眼能識(shí)別的顏色范圍。因此，一般顯示器采 用的是每種顏色8bit的位寬的顯示灰度，顯示器中每個(gè)像素點(diǎn)由三個(gè)紅綠藍(lán)(RGB)亞像素 組成，而每個(gè)亞像素則由三個(gè)不同顏色的LED組成。
[0003] LED虛擬顯示是一種通過特殊的控制手段來控制虛擬LED顯示屏的技術(shù)，使顯示屏 能顯示的分辨率超過至少分辨率。虛擬LED顯示屏的成像原理大體和LED顯示屏原理一樣， 都通過RGB亞像素的顏色調(diào)和來形成顯色最終組成一幅完整的圖像。不同于普通LED顯示屏 中像素的凝聚態(tài)，虛擬LED顯示屏中的像素點(diǎn)呈分散狀，即每個(gè)顏色的燈管是均勻分布的， 在一般情況下無法用人眼識(shí)別，即被稱為"虛擬像素"。這樣均勻分布的方法主要是為了亞 像素的復(fù)用，也就是說一個(gè)亞像素與多個(gè)相熟的形成都有關(guān)聯(lián)。因此，相比于普通LED顯示 屏的亞像素只參與單個(gè)像素的形成，使用亞像素復(fù)用技術(shù)的虛擬LED顯示屏能夠比傳統(tǒng)的 LED顯示屏顯示更多的像素點(diǎn)，從而增大了屏幕的分辨率。
[0004] 現(xiàn)有虛擬顯示技術(shù)是兩紅一綠藍(lán)的排列方式，每個(gè)虛擬像素包含了 4個(gè)亞像素，其 像素點(diǎn)的劃分由圖1表不。由圖可見R22與參與了Pll、Pl2、P21和P22四個(gè)點(diǎn)的成像，所以R22參與 了4個(gè)像素點(diǎn)的組成，即R 22的復(fù)用次數(shù)為四次。因此，采用這樣復(fù)用的虛擬顯示技術(shù)的顯示 屏能達(dá)到普通LED顯示屏分辨率的四倍。由于顯色原理不同，相應(yīng)的，虛擬LED顯示屏的控制 方法也和一般的LED顯示屏不一樣。目前虛擬LED顯示屏采用的最廣泛的控制方法是分時(shí)復(fù) 用的控制方法。假設(shè)一幅圖像包含4個(gè)像素 Pn、P12、P21和P22，那么在普通LED顯示器是在T時(shí) 間段內(nèi)同時(shí)顯示這4個(gè)像素點(diǎn)，而虛擬LED顯示屏如圖1那樣的需要在0-1/4T內(nèi)顯示Pn，l/ 4T-2/4T內(nèi)顯示P 12，2/4T-3/4T內(nèi)顯示P21，3/4T-T內(nèi)顯示P22，當(dāng)T無限小時(shí)，由于人眼的視覺 暫留，看上去就像顯示的是4個(gè)點(diǎn)。
[0005] 分時(shí)復(fù)用雖然在虛擬顯示技術(shù)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，但這種方法存在一個(gè)明顯的弊 端。在同等帶寬條件下，因?yàn)槊總€(gè)燈管的灰度固定，在平均之后，這種方法所顯示的實(shí)際顏 色灰度變成了原來的1/4,并且采用分時(shí)復(fù)用的控制方式加大了對(duì)硬件的需求，使得所用器 件工作頻率更高，加大了硬件成本以及系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。由于技術(shù)的進(jìn)步以及制作工藝的 提升，紅色LED燈管的亮度已經(jīng)達(dá)到與藍(lán)綠LED同等亮度的水平，所以現(xiàn)在的LED顯示屏的一 個(gè)像素點(diǎn)是由一紅一綠一藍(lán)LED燈管組成，虛擬LED顯示屏也相應(yīng)的改變。傳統(tǒng)的虛擬LED顯 示屏的建模方法就不再適合現(xiàn)在這種排列方式的虛擬LED顯示屏了，且分時(shí)復(fù)用存在明顯 弊端，所以需要提出一種適合目前虛擬LED顯示屏的建模方法和控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有虛擬LED顯示屏的建模方法與目前LED像素點(diǎn)一紅一綠一藍(lán)適配的 問題與分時(shí)復(fù)用技術(shù)對(duì)灰度的折中問題，本發(fā)明的目的是提供一種LED虛擬顯示模型，其包 括：
[0007] 一種建模方法，以每個(gè)亞像素為頂點(diǎn)把屏幕劃分成無數(shù)三角形，虛擬像素點(diǎn)位于 每個(gè)三角形的外心；
[0008] -種控制方法:創(chuàng)建3X3的數(shù)位掩膜，根據(jù)實(shí)際屏幕的排序，把對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的顏色數(shù) 值提取出來，假如實(shí)際的屏幕排列如上述建模方法的那樣排列，那么在圖像的（1，1)點(diǎn)提取 紅色的亞像素的值作為R的值，在（1，2)點(diǎn)處提取綠色亞像素的值作為G的值，這樣按順序提 取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個(gè)新的一維矩陣。
[0009] 上文所述的建模方法，由于虛擬點(diǎn)到每個(gè)LED燈管的距離相等，所以三基色中的每 個(gè)顏色不會(huì)因?yàn)榫嚯x不同而產(chǎn)生混色上的不均勻，并且顯示屏從整體上來看三角形均勻分 布，所以能夠達(dá)到虛擬像素點(diǎn)均勻分布的要求。
[0010] 所述的3X3掩膜由平滑濾波器創(chuàng)建，其第一行的第二位置與第三位置以及第二行 第3位設(shè)置為1，其余位置設(shè)置為0。
[0011] 在虛擬LED顯示屏實(shí)際顯示時(shí)，可以把虛擬LED顯示屏看成是一個(gè)"缺項(xiàng)"的LED顯 示屏，如果用一個(gè)數(shù)列表示普通I ED的一個(gè)像素點(diǎn)的話，那么每個(gè)點(diǎn)可以表示成(R，G，B)其 中R，G，B為0~255的某個(gè)數(shù)。但是由于在虛擬LED顯示屏中，每個(gè)像素點(diǎn)由單色的LED燈管組 成，所以可以用紅色可以用(R，〇,〇)，綠色可以用(〇，G，0)，藍(lán)色可以用(0,0，B)來表示。 [0012]虛擬顯示的結(jié)構(gòu)是一個(gè)亞像素的亮度需要共享給相鄰的三個(gè)像素。因此這個(gè)亞像 素的亮度值在源視頻里是與相鄰的三個(gè)像素點(diǎn)的亮度相關(guān)的。在數(shù)字圖像處理中，需要對(duì) 圖像的空間區(qū)域做變換，由于本發(fā)明采用的是上文所述的三角形排列方式，所以只需要用 到掩膜右上角的三個(gè)像素點(diǎn)，并且每個(gè)像素點(diǎn)在亞像素計(jì)算中權(quán)值相等。
[0013] 由于本發(fā)明控制方法把圖像矩陣從原來的三維矩陣變成了一個(gè)一維矩陣，這樣在 相同數(shù)據(jù)大小下就能用更多的數(shù)據(jù)表示一個(gè)亞像素，提供更高的灰度等級(jí)，所以去掉了一 般采用掩膜時(shí)所使用的歸一化系數(shù)，這樣每個(gè)亞像素由lObit的數(shù)據(jù)組成，這樣每個(gè)亞像素 理論上能有2種不同的亮度。但是由于是亞像素的值直接相加，所以每個(gè)顏色的灰度為3X 28,這樣平均后每個(gè)虛擬像素的實(shí)際灰度和原視頻的灰度等級(jí)保持一致。但是由于亞像素 的最大亮度不變，由亞像素實(shí)現(xiàn)的虛擬像素就會(huì)變暗，理論上最大亮度為普通LED顯示屏的 1/3〇
[0014] 本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0015] 1.本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型能夠在相同額LED燈珠數(shù)量下提供比普通LED顯 示更高的分辨率，這樣降低了屏幕的成本，并且在相同燈管密度下能夠?qū)崿F(xiàn)更密度的圖像 顯示，在有限空間條件下顯示更多內(nèi)容。
[0016] 2.本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型降低了帶寬和硬件需求，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。
[0017] 3.本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型提供了比傳統(tǒng)虛擬顯示更高得灰度等級(jí)，使得 顯示效果接近于普通LED顯示屏。
【附圖說明】
[0018]以下是本發(fā)明附圖的簡短說明，本發(fā)明使用的附圖僅僅是實(shí)例性的，不能用于解 釋本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019] 圖1為傳統(tǒng)虛擬顯示屏的建模方法；
[0020] 圖2為本發(fā)明虛擬顯示屏的建模方法；
[0021] 圖3為本發(fā)明虛擬顯示屏的控制方法中采用的掩膜;和
[0022] 圖4為實(shí)施例1采用的圖像處理和控制系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】 [0023] 實(shí)施例1
[0024] 一臺(tái)普通的IXD顯示器，一臺(tái)的高密度虛擬LED顯示屏，其分辨率為192X192,其點(diǎn) 間距為P1.25,它采用等效8bit灰度等級(jí)。一部實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的視頻處理器，所用的圖像處 理及控制系統(tǒng)如圖4所示。
[0025] 選取一張圖片作為顯示圖像，在LCD顯示器上顯示，然后使用MATLAB對(duì)圖像按照?qǐng)D 3的掩膜對(duì)圖像做處理，然后在把每個(gè)像素點(diǎn)按照本發(fā)明的控制方法進(jìn)行處理，即根據(jù)實(shí)際 屏幕的排序，把對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的顏色數(shù)值提取出來，假如實(shí)際的屏幕排列如圖2的那樣排列，那 么在圖像的（1，1)點(diǎn)提取紅色的亞像素的值作為R的值，在（1，2)點(diǎn)處提取綠色亞像素的值 作為G的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個(gè)新的一維矩陣，最 后得到一張新的圖片。
[0026]用同一張圖片作為顯示圖像，在高密度虛擬LED顯示屏上顯示，然后使用MATLAB對(duì) 圖像按照?qǐng)D3的掩膜對(duì)圖像做處理，然后在把每個(gè)像素點(diǎn)按照本發(fā)明的控制方法進(jìn)行處理， 即根據(jù)實(shí)際屏幕的排序，把對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的顏色數(shù)值提取出來，假如實(shí)際的屏幕排列如圖2的那 樣排列，那么在圖像的（1，1)點(diǎn)提取紅色的亞像素的值作為R的值，在（1，2)點(diǎn)處提取綠色亞 像素的值作為G的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個(gè)新的一 維矩陣，最后得到另一張新的圖片。
[0027]通過對(duì)比分析前后三張圖片，可以得到表1的數(shù)據(jù)。
[0029]雖然本發(fā)明的原理已經(jīng)在本文有具體描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這 個(gè)描述僅通過示例的方式來進(jìn)行，并且不作為關(guān)于本發(fā)明的范圍的限制。除本文中所示出 和描述的示例性實(shí)施例之外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)通過本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的修改和代替 的其他實(shí)施例，均被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種LED虛擬顯示模型，其包括： 一種建模方法，以每個(gè)亞像素為頂點(diǎn)把屏幕劃分成無數(shù)三角形，虛擬像素點(diǎn)位于每個(gè) 三角形的外心； 一種控制方法:創(chuàng)建3X3的數(shù)位掩膜，把對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的顏色數(shù)值提取出來，假如實(shí)際的屏 幕排列如上述建模方法的那樣排列，那么在圖像的（1，1)點(diǎn)提取紅色的亞像素的值作為R 的值，在（1，2)點(diǎn)處提取綠色亞像素的值作為G的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的 值就可以重新得到一個(gè)新的一維矩陣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED虛擬顯示模型，其特征在于所述的3 X 3數(shù)位掩膜的第一行 的第二位置與第三位置以及第二行第3位設(shè)置為1，其余位置設(shè)置為0。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED虛擬顯示模型，其特征在于所述的3X3數(shù)位掩膜由平滑濾 波器創(chuàng)建。
【文檔編號(hào)】G09F9/33GK105913794SQ201610053476
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】佛山市南海區(qū)聯(lián)合廣東新光源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心