显示系统及其灰度显示方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种显示系统及其灰度显示方法、装置，该方法包括：确定输入显示数据x伽马校正后的灰度数据y(x)，其中x为m位的二进制数，y(x)为n位的二进制数，m和n为正整数；根据所述输入显示数据x和灰度数据y(x)构建函数t(x)，其中，将2m个不同的输入显示数据x各自对应的函数t(x)的值，依照输入显示数据x从小到大的次序记为数组T[0:2m-1]；使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长。本发明专利技术能够避免灰度显示时的反跳现象，更好地展现原始图像的信息，有利于提升图像显示质量。

【技术实现步骤摘要】
显示系统及其灰度显示方法、装置
本专利技术涉及一种灰度显示技术，尤其涉及一种显示系统及其灰度显示方法、装置。
技术介绍
由于LED显示技术在以下方面的优越性：高亮度、宽可视角度、丰富的色彩以及可定制的屏幕形状，使得LED显示屏被广泛应用于工业、交通、商业广告、信息发布、体育比赛等各个领域。为适应LED的发光特性和电特性，视频信号在输入LED显示屏前必须进行校正，否则会产生严重的色彩失真。另外，人眼与仪器分辨亮度等级差的感觉不同，人眼对低亮度级差敏感，对高亮度级差不能清晰区分。这就要求对LED发光器件进行非线性视觉校正，压缩低亮度级差，扩大高亮度级差，使实际显示的灰度级差符合人眼生理感觉。目前主要采用的非线性校正方法为γ（Gamma，伽马）校正，例如，伽马校正对输入视频信号的8位显示数据Data进行校正，为使校正后的灰度表达能力得到明显的改善，校正后的灰度数据需大于8位，目前12位灰度已非常普遍，一些追求性能的场合已使用16位灰度。以常用的12位灰度数据为例，x表示输入的8位显示数据Data，y为校正后的12位灰度数据，γ为伽马值，在LED显示屏应用中值域通常为1到4，伽马校正公式如下：为了展现上述4096级灰度，目前广泛使用的LED显示系统通过导通时间控制法并采用逐位分时显示的方式来实现多级灰度。所述逐位分时显示方式，即从伽马校正后产生的灰度数据中依次提取出一个比特（bit）位数据，点亮对应的LED像素；灰度数据每一个bit位对应不同权重的有效显示时间。当一个灰度数据的每一个bit位灰度被逐次点亮后，即完成这个灰度数据对应亮度的表达。以上述12位灰度数据为例，将灰度数据记为D[0:11]，假设灰度数据最低bit位对应的有效显示时间为一个系统时钟周期T，则每一个灰度数据位D[n]对应的有效显示时间为2nT，如表1所示：表1灰度数据位对应的有效显示时间灰度数据D[0:11]从000H到fffH对应的有效显示时间如表2所示：表2灰度数据对应的有效显示时间数据000H001H002H003H004H005H006H...ffcHffdHffeHfffH显示时间0T2T3T4T5T6T...4092T4093T4094T4095T灰度数据D[0:11]从000H到fffH即可实现4096级灰度。通常LED显示系统通过控制驱动电路的驱动输出端的高低电平，来关断或点亮与驱动电路的驱动输出端相连的LED灯。参考图1，在一实例中，LED显示系统可以包括LED控制端11和LED显示屏10。LED显示屏10包含若干个驱动电路100，每个驱动电路100包含若干个驱动输出端OUT，当驱动电路100的某一驱动输出端OUT输出逻辑低电平时，与该驱动输出端OUT相连的LED灯即被点亮。LED控制端11发出数据信号Dx和使能信号EN，该数据信号Dx和使能信号EN提供至LED驱动电路100；LED驱动电路100根据接收到的数据信号Dx和使能信号EN控制驱动输出端OUT输出高低电平，如图2所示。当数据信号Dx为1，同时使能信号EN有效时，驱动输出端OUT输出逻辑低电平，点亮LED灯。使能信号EN的时长决定了驱动输出端OUT输出逻辑低电平的时长，即LED控制端11可以通过控制使能信号EN的时长来控制LED灯被点亮的时间。结合逐位分时显示方式，为了实现4096级灰度，LED控制端11针对LED灰度数据D[0:11]的每一个灰度数据位D[n]给出的使能信号EN的有效时长如表3所示：表3灰度数据位对应的使能信号EN有效时长实际LED显示屏系统中，因驱动电路的设计、制造工艺以及应用环境的影响，驱动输出端OUT对接收到的数据信号Dx和使能信号EN的响应无法做到实时，如图3所示。在使能信号EN由无效电平转为有效时，例如图3中所示逻辑高电平切换为逻辑低电平时，驱动输出端OUT存在导通响应延迟时间Ton；在使能信号EN由有效电平转为无效时，例如图3中所示逻辑低电平切换为逻辑高电平时，驱动输出端OUT存在关断响应延迟时间Toff。非实时的响应输出导致灰度数据位D[n]对应的实际有效显示时间不再是2nT，实际有效显示时间Tn=2nT-Ton+Toff。将驱动输出端OUT的上述延迟(-Ton+Toff)记为误差值Δ，实际有效显示时间Tn=2nT+Δ。在4096级灰度系统中，由于误差值的影响，LED灰度数据D[0:11]从000H到fffH对应的实际有效显示时间如表4所示：表4显示数据对应的实际有效显示时间从上表中可以看出，由于误差值Δ的存在，将无法保证值较大的显示数据拥有较长的实际有效时间；以上表为例：一旦Δ＞T/2时，7T+3Δ＞8T+Δ，即灰度数据007H的实际显示时间要长于灰度数据008H，这将导致007H的亮度要大于008H的亮度，出现“反跳现象”。在LED显示屏系统中，出现反跳现象是无法被用户接受的。为了追求更高的性能，提升LED显示屏的指标，现有LED显示屏系统普遍使用更小的系统时钟周期T；在性能要求较高的场合，LED显示屏的系统时钟频率高达30-50MHz，此时系统时钟周期T仅为20-33ns。而误差值Δ受驱动电路的设计、制造工艺以及应用环境的影响，难以控制在较小的范围，因此现有的灰度显示方法将非常容易产生反跳现象，LED显示屏实际展现的灰度无法与真实表达原始显示图像的信息，对显示效果造成不好的影响，大大降低LED显示屏的图像质量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种显示系统及其灰度显示方法、装置，能够避免灰度显示时的反跳现象，更好地展现原始图像的信息，有利于提升图像显示质量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种显示系统的灰度显示方法，包括：确定输入显示数据x伽马校正后的灰度数据y(x)，其中x为m位的二进制数，y(x)为n位的二进制数，m和n为正整数；根据所述输入显示数据x和灰度数据y(x)构建函数t(x)，其中，将2m个不同的输入显示数据x各自对应的函数t(x)的值，依照输入显示数据x从小到大的次序记为数组T[0:2m-1]；使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长，其中，0≤x≤2m-1。根据本专利技术的一个实施例，采用如下计算方式对所述输入显示数据x进行伽马校正：其中，γ为伽马校正的伽马值。根据本专利技术的一个实施例，该显示系统为LED显示系统，γ的取值范围为1到4。根据本专利技术的一个实施例，使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长包括：依次对所述数组T[0:2m-1]进行遍历，遍历过程中，对于当前的数组元素T[i]，若i小于等于所述输入显示数据x，则点亮所述显示系统的像素单元，否则不点亮该像素单元。本专利技术还提供了一种显示系统的灰度显示装置，包括：伽马校正模块，确定输入显示数据x伽马校正后的灰度数据y(x)，其中x为m位的二进制数，y(x)为n位的二进制数，m和n为正整数；函数构建模块，根据所述显示数据x和灰度数据y(x)构建函数t(x)，其中，数组记录模块，将2m个不同的输入显示数据x各自对应的函数t(x)的值，依照输入显示数据x从小到大的次序记为数组T[0:2m-1]；显示时长控制模块，使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长，其中，0≤x≤2m-1。根据本专利技术的一个实施例，所述伽马校正模块采用如下计算方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示系统的灰度显示方法，其特征在于，包括：确定输入显示数据x伽马校正后的灰度数据y(x)，其中x为m位的二进制数，y(x)为n位的二进制数，m和n为正整数；根据所述输入显示数据x和灰度数据y(x)构建函数t(x)，其中，t(x)=0,x=0y(x)-y(x-1),0<x≤2m-1;]]>将2m个不同的输入显示数据x各自对应的函数t(x)的值，依照输入显示数据x从小到大的次序记为数组T[0:2m‑1]；使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长，其中，0≤x≤2m‑1。

【技术特征摘要】
1.一种显示系统的灰度显示方法，其特征在于，包括：确定输入显示数据x伽马校正后的灰度数据y(x)，其中x为m位的二进制数，y(x)为n位的二进制数，m和n为正整数；根据所述输入显示数据x和灰度数据y(x)构建函数t(x)，其中，将2m个不同的输入显示数据x各自对应的函数t(x)的值，依照输入显示数据x从小到大的次序记为数组T[0:2m-1]；使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长，其中，0≤x≤2m-1。2.根据权利要求1所述的灰度显示方法，其特征在于，采用如下计算方式对所述输入显示数据x进行伽马校正：其中，γ为伽马校正的伽马值。3.根据权利要求2所述的灰度显示方法，其特征在于，该显示系统为LED显示系统，γ的取值范围为1到4。4.根据权利要求1所述的灰度显示方法，其特征在于，使用控制所述输入显示数据x在灰度显示时的有效时长包括：依次对所述数组T[0:2m-1]进行遍历，遍历过程中，对于当前的数组元素T[i]，若i小于等于所述输入显示数据x，则点亮所述显示系统的像素单元，否则不点亮该像素单元。5.一种显示系统的灰度显示装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵启永，孙熙文，斯斐霞，刘志峰，
申请(专利权)人：杭州士兰控股有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33