一种实现DMD超高帧率灰度显示系统及显示方法技术方案

本发明专利技术提供了一种实现DMD超高帧率灰度显示系统及显示方法。所述实现DMD超高帧率灰度显示系统包括：计算机，将数字灰度图像转换为n幅二值化位面图像，并计算产生n幅二值能量调制模板图像，n为正整数；成像光学单元，连接所述计算机，对所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，且根据n幅二值能量调制模板图像同步地对光源能量进行调制分配。本发明专利技术的有益效果是：所述实现DMD超高帧率灰度显示方法通过实时调制照明光能量和DMD显示方式，将光源的变化与灰度图像的每个位面实现一一对应，如此通过对光源进行2

【技术实现步骤摘要】
一种实现DMD超高帧率灰度显示系统及显示方法
本专利技术属于图像处理
，具体地涉及一种实现DMD超高帧率灰度显示系统及显示方法。
技术介绍
DMD(DigitalMicro-mirrorDevices，数字微镜器件)真正实现了全数字方式控制图像的灰度等级，称为二进制脉宽调制(PWM)技术。通过这种技术，可将输入DMD的视频或图像信号转换成层次丰富的灰度图像。二进制PWM称为2NPWM方式。二进制PWM调制公式为：TPWM＝TLSB*2(N-1)。其中，N是像素的位数，TPWM是每个bit像素的权重，TLSB是最低bit位(LSB)的显示时间。那么完成一次灰度显示的总时间T为：Tw是图像数据写入DMD的总等待时间，称为“deadtime”。以32(5bit像素)灰度级为例，如图1所示，图中虚框代表微镜关的时间，其他代表微镜开的时间，可以看到二进制01111b(32)在低4位微镜处于开的状态，开的时间占帧时的48％，而二进制11010b微镜开的时间占了帧时的84％。将脉冲式的光累积(积分效应)就得到灰度图像。本质上说，灰度取决于微镜开的时间。同理，可以实现更高的灰度级别，如8位和12位等。DMD的这种灰度成像方式，是以照明光不变为前提，根据公式，每帧时间取决于TLSB和Tw，Tw大约为50*7＝350微秒左右(全局复位方式)，为了低位面决定的图像细节不丢失，TLSB时间不能太短，假设取20微秒，那么256灰度图像一帧时间为5.4ms，帧率185Hz，这个帧率可以通过减少TLSB来提高，但是TLSB取20微秒基本上是比较接近于极限，因此很难提高帧率。专利技术内容本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷或问题，提供一种实现DMD超高帧率灰度显示系统及显示方法。本专利技术的技术方案如下：一种实现DMD超高帧率灰度显示系统包括：计算机，将数字灰度图像转换为n幅二值化位面图像，并计算产生n幅二值能量调制模板图像，n为正整数；成像光学单元，连接所述计算机，对所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，且根据n幅二值能量调制模板图像同步地对光源能量进行调制分配。优选地，所述成像光学单元包括：第一DMD模块、第二DMD模块及光源；所述第一DMD模块连接所述第二DMD模块，且二者均连接所述计算机；所述第一DMD模块用于将所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，所述第二DMD模块用于根据当前显示的二值化位面图像同步地对所述光源模块提供的光束的光照能量进行调节；在工作时，所述光源模块提供的光束经所述第二DMD模块光照能量调制后，被反射至所述第一DMD模块，且所述第二DMD模块根据每一所述二值能量调制模板图像进行光照能量调制时，同步地发送一个同步信号至所述第一DMD模块以实现灰度显示和光照能量同步调节。优选地，所述成像光学单元还包括光束均匀模块，所述光束均匀模块用于引导并均匀化光束；所述光源模块提供的光束经所述第二DMD模块光照能量调制后，被反射至所述光束均匀化模块，且经过所述光束均匀化模块均匀化处理后，被引导至所述第一DMD模块。优选地，每一DMD模块包括DMD控制板及连接所述DMD控制板的DMD，每一所述DMD控制板连接所述计算机；所述第一DMD模块的DMD控制板连接所述第二DMD模块的DMD控制板，且二者均连接所述计算机；所述第一DMD模块的DMD用于将所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示；所述第二DMD模块的DMD用于根据当前的二值能量调制模板图像光束的光照能量进行调节。优选地，所述成像光学单元对所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行等时间间隔地显示。一种根据上述任一所述的一种实现DMD超高帧率灰度显示系统的显示方法包括如下步骤：1、将数字灰度图像转换为n幅二值化位面图像，并计算产生n幅二值能量调制模板图像，n为正整数；2、对分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，且根据n幅二值能量调制模板图像同步地对光源能量进行调制分配。优选地，在步骤2中，每显示一幅所述二值化位面图像，则根据当前的二值能量调制模板图像同步地对显示所需的DMD的光源能量进行调制以实现灰度显示和光照能量同步调节。优选地，在步骤2中，对分解得到的n幅二值化位面图像进行等时间间隔地显示。本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：所述实现DMD超高帧率灰度显示系统和显示方法中，通过实时调制照明光能量和DMD显示方式，将光源的变化与灰度图像的每个位面实现一一对应，如此通过对光源进行2N的PWM能量调制换取了显示时间，实现超高帧率的灰度显示。附图说明图1为现有技术中5bit像素PWM显示方式的示意图；图2为本专利技术实施例提供的实现DMD超高帧率灰度显示系统的结构示意图；图3为图1所示实现DMD超高帧率灰度显示系统中灰度图像位面转换示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非上下文另有特定清楚的描述，本专利技术中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本专利技术并不对此进行限定。本专利技术中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。如图2所示，一种实现DMD超高帧率灰度显示系统，包括：计算机10和连接所述计算机10的成像光学单元20。所述计算机10用于将数字灰度图像进行位面转换为n幅二值化位面图像，且还计算生成n幅二值能量调制模板图像，n为正整数；所述成像光学单元20用于对所述计算机10分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，且根据当前的二值能量调制模板图像同步地对光源23能量进行调制分配。优选地，所述成像光学单元20对所述计算机10分解得到的n幅二值化位面图像进行等时间间隔地显示。如图3所示，所述计算机10用于对灰度图像进行位面转换，并将数字灰度图像进行位面转换为n幅二值化位面图像，n为正整数。在本实施例中，所述二值化位面图像和二值能量调制模板图像均通过USB下载至所述成像光学单元20内。所述成像光学单元20包括：第一DMD模块21、第二DMD模块22及光源23。而且，所述第一DMD模块21连接所述第二DMD模块22，且二者均连接所述计算机10。所述第一DMD模块21用于将所述计算机10分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，所述第二DMD模块22用于根据当前的二值能量调制模板图像同步地对所述光源23模块提供的光束的光照能量进行调节；在工作时，所述光源23模块提供的光束经所述第一DMD模块21光照能量调制后，被反射至所述第二DMD模块22，且所述第一DMD模块21对每一所述二值化位面图像进行显示时，同步地发送一个同步信号至所述第二DMD模块22以实现灰度显示和光照能量同步调节。在所述成像光学单元20内，每一DMD模块包括DMD控制板及连接所述DMD控制板的DMD，每一所述DMD控制板连接所述计算机10。对所述第一DMD模块21而言，所述第一DMD控制板211连接所述计算机10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现DMD超高帧率灰度显示系统，其特征在于：包括：计算机，将数字灰度图像转换为n幅二值化位面图像，并计算产生n幅二值能量调制模板图像，n为正整数；成像光学单元，连接所述计算机，对所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，且根据n幅二值能量调制模板图像对光源能量进行调制分配。

【技术特征摘要】
1.一种实现DMD超高帧率灰度显示系统，其特征在于：包括：计算机，将数字灰度图像转换为n幅二值化位面图像，并计算产生n幅二值能量调制模板图像，n为正整数；成像光学单元，连接所述计算机，对所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，且根据n幅二值能量调制模板图像对光源能量进行调制分配。2.根据权利要求1所述的一种实现DMD超高帧率灰度显示系统，其特征在于，所述成像光学单元包括：第一DMD模块、第二DMD模块及光源；所述第一DMD模块连接所述第二DMD模块，且二者均连接所述计算机；所述第一DMD模块用于将所述计算机分解得到的n幅二值化位面图像进行显示，所述第二DMD模块用于根据当前显示的二值化位面图像同步地对所述光源模块提供的光束的光照能量进行调节；在工作时，所述光源模块提供的光束经所述第二DMD模块光照能量调制后，被反射至所述第一DMD模块，且所述第二DMD模块根据每一所述二值能量调制模板图像进行光照能量调制时，同步地发送一个同步信号至所述第一DMD模块以实现灰度显示和光照能量同步调节。3.根据权利要求2所述的一种实现DMD超高帧率灰度显示系统，其特征在于，所述成像光学单元还包括光束均匀模块，所述光束均匀模块用于引导并均匀化光束；所述光源模块提供的光束经所述第二DMD模块光照能量调制后，被反射至所述光束均匀化模块，且经过所述光束均匀化模块均匀化处理后，被引导至所述第一DMD模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新栋，尹华一，陈铖颖，施华，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35