像素复用方法、数据传输系统以及显示屏控制系统和方法技术方案

像素复用方法、数据传输系统以及显示屏控制系统和方法，本发明专利技术涉及像素倍增显示技术领域，解决了传统像素倍增渲染算法下锐利边缘颜色失真的问题。基于像素倍增排布的像素复用方法，像素倍增排布具体为：同一行相邻两个子像素间隔一个基本单位，同一列的子像素水平方向上相互交错半个基本单位，任意方向相邻的子像素均为不同基色，像素复用方法具体为：将像素倍增排布结构中每相邻两行中相邻两列的四个子像素组成的平行四边形结构作为一个显示单元，使得每个子像素被四个显示单元复用，所有显示单元组成矩阵显示结构；确定各子像素与图像源像素点的映射关系，每个子像素的显示数据为图像源中对应四个像素点的对应子像素显示数据的均值。数据的均值。数据的均值。

【技术实现步骤摘要】
像素复用方法、数据传输系统以及显示屏控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及像素倍增显示
，具体涉及一种像素复用方法、数据传输系统以及显示屏控制系统和方法。

技术介绍

[0002]像素复用技术是LED显示器的感知分辨率提升技术中的一种重要技术，它将每一个亚像素的灯点被周围的若干个虚拟的像素点所共用，以类似于将原本的视频图像数据做平滑滤波然后降采样的方法，实现在LED显示器上显示出超出显示器物理分辨率的图像，以增大感知分辨率，增强显示效果。
[0003]在像素复用的实现过程中，数据处理是必不可少的过程，将原来的数据量减少以实现在同面积的更少灯点的显示模块上显示出相同分辨率的视频源图像。在发送卡的前端实现像素倍增算法的方法，要比在接收卡上实现的方法节省了发送和接收上的带宽，以及发送卡的带载能力和接收卡的数据处理能力，这些都会使得像素倍增技术的实现成本更低。但是，不论是在发送卡前端实现还是在接收卡上实现像素倍增技术，由于像素排布和复用算法（不加权平均），都会导致锐利边缘的颜色失真问题，最严重的就是单像素直线，会直接变色。
[0004]例如，中国专利文献《像素倍增显示屏的数据传输系统、控制系统、方法和装置》（公开号为CN115132133A，公开日为2022年9月30日）中公开了采用GB
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RG像素排列方式显示屏的像素倍增数据处理步骤，将可重复的像素基元GB
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RG分作两个BGR的像素数据，处理前后的像素数据格式没有改变，依然是BGR
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888格式的24bit数据，在输出端以实像素的形式输出，让接收卡以实像素的显示方式达到虚拟像素的显示效果，以此节省了接收卡的数据处理能力。但是，由于子像素的分散排列以及对应的复用算法，这种显示屏在显示时会出现锐利边缘颜色失真的问题，严重影响显示效果，尤其是高频信号的竖直边缘。传统的复用算法如图1所示，按像素排列和传统复用规则，例如白色背景下的黑色单像素竖线，会呈现出紫色、黄色或者青色。具体如图2所示， A、B和C分别对应画面显示白色背景下的三条单像素黑色竖线，其中A竖线以绿灯亚像素为中心，由于复用算法的加持，导致本应是0亮度值的绿亚像素两侧的红蓝亚像素此时的亮度值为半白色的亮度值，因此这条本应是黑色的单像素的竖线A显示成了紫色。同理B和C竖线分别显示成了黄色和青色。
[0005]综上，采用传统的倍增渲染算法的GB
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RG像素排布显示屏，其显示画面中锐利边缘会出现颜色失真的问题，严重影响显示效果。

技术实现思路

[0006]为了解决传统像素倍增渲染算法下GB
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RG像素排布显示中锐利边缘颜色失真的问题，本专利技术提出了一种新的像素复用方法、数据传输系统以及显示屏控制系统和方法。
[0007]本专利技术的技术方案具体如下：一种基于像素倍增排布的像素复用方法，所述像素倍增排布具体为：同一行相邻
两个子像素间隔一个基本单位，同一列的子像素水平方向上相互交错半个基本单位，任意方向相邻的子像素均为不同基色，所述像素复用方法具体为：将所述像素倍增排布结构中每相邻两行中相邻两列的四个子像素组成的平行四边形结构作为一个显示单元，使得每个子像素被四个所述显示单元复用，所有显示单元组成矩阵显示结构；确定各子像素与图像源像素点的映射关系，每个子像素的显示数据为图像源中对应四个像素点的对应子像素显示数据的均值。
[0008]本专利技术还提供了一种像素倍增显示屏的数据传输系统，所述像素倍增显示屏应用上述基于像素倍增排布的像素复用方法，所述数据传输系统包括上位机、HDMI解码芯片、HDMI编码芯片、数据处理模块和发送卡，所述上位机用于将待显示的HDMI视频信号发送至所述HDMI解码芯片；所述HDMI解码芯片用于将所述HDMI视频信号解码，并将解码之后的数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块包含像素倍增数据处理单元，用于对每帧数据进行像素倍增的数据处理；所述像素倍增数据处理单元内部包含两个FIFO存储器和9个数据寄存器，用于在每一帧数据到来以后对数据进行动态存储和读出，形成数据矩阵，再根据像素倍增数据处理算法将9个寄存器的数据进行计算得到单色像素数据，并将计算得到的数据发送至HDMI编码芯片重新编码成HDMI视频信号输出至发送卡。
[0009]优选地，所述数据处理模块还包括DDR存储芯片和同步信号生成单元，所述DDR存储芯片用于对处理后的数据进行帧缓存，所述同步信号生成单元用于生成显示数据需要的行同步信号、场同步信号和使能信号，并且将从DDR存储芯片中读出的数据与生成的信号同步。
[0010]优选地，所述解码之后的数据包括行同步信号、场同步信号、使能信号和RGB灰度数据。
[0011]优选地，所述数据处理模块为FPGA处理器。
[0012]本专利技术还提供一种显示屏控制系统，包括接收卡、驱动IC、以及如上数据传输系统，所述接收卡用于接收经过所述数据传输系统中的发送卡分箱后的有效视频信号，在做了电光转换和亮色度校正之后传送给驱动IC以驱动显示屏显示。
[0013]本专利技术还提供一种显示屏控制方法，应用上述显示屏控制系统，所述控制方法包括以下步骤：S1、上位机将待显示的HDMI视频信号发送至HDMI解码芯片；S2、HDMI解码芯片对HDMI视频信号进行解码，解码之后的数据包括行同步信号、场同步信号、使能信号和RGB灰度数据，然后发送至数据处理模块；S3、数据处理模块中的像素倍增数据处理单元对数据进行像素倍增的数据处理，处理后的数据经DDR存储芯片进行帧缓存，然后发送至HDMI编码芯片重新编码成HDMI视频信号输出至发送卡；S4、发送卡对视频数据进行解码、截取和分箱，将有效像素数据截取之后，将有效视频信号分箱打包发送至接收卡，然后接收卡再对数据做电光转换和亮色度校正并传送至驱动IC以驱动显示屏显示。
[0014]优选地，在像素倍增的数据处理之前，对24bit的RGB灰度数据进行gamma变换，展开成RGB亮度数据；在像素倍增的数据处理之后，将处理后的亮度数据进行gamma逆变换恢
复成灰度数据。
[0015]优选地，所述像素倍增的数据处理的具体步骤为：SS1、在一帧数据来到以后，先利用一个FIFO存储器暂存第一行的数据，第二行数据输入时存储在第二个FIFO存储器中，同时读取在第一个FIFO存储器里缓存的第一行数据，用6个寄存器存储当前两行的当前时刻和上一个时钟周期以及上上个时钟周期的数据；SS2、第三行数据来到时，利用9个寄存器存储两个FIFO存储器读出和当前输入数据的当前时刻的数据和上一个时钟周期和上上个时钟周期的数据，构成一个3
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3的数据窗；SS3、设置一个计算操作的标志信号，当偶数行的列计数器计数到3k
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2和3k
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1（k为正整数）时将计算操作标志信号拉高，进行计算操作和赋值操作，其余时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于像素倍增排布的像素复用方法，所述像素倍增排布具体为：同一行相邻两个子像素间隔一个基本单位，同一列的子像素水平方向上相互交错半个基本单位，任意方向相邻的子像素均为不同基色，其特征在于，所述像素复用方法具体为：将所述像素倍增排布结构中每相邻两行中相邻两列的四个子像素组成的平行四边形结构作为一个显示单元，使得每个子像素被四个所述显示单元复用，所有显示单元组成矩阵显示结构；确定各子像素与图像源像素点的映射关系，每个子像素的显示数据为图像源中对应四个像素点的对应子像素显示数据的均值。2.一种像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述像素倍增显示屏应用权利要求1所述基于像素倍增排布的像素复用方法，所述数据传输系统包括上位机、HDMI解码芯片、HDMI编码芯片、数据处理模块和发送卡，所述上位机用于将待显示的HDMI视频信号发送至所述HDMI解码芯片；所述HDMI解码芯片用于将所述HDMI视频信号解码，并将解码之后的数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块包含像素倍增数据处理单元，用于对每帧数据进行像素倍增的数据处理；所述像素倍增数据处理单元内部包含两个FIFO存储器和9个数据寄存器，用于在每一帧数据到来以后对数据进行动态存储和读出，形成数据矩阵，再根据像素倍增数据处理算法对9个寄存器的数据进行计算得到单色像素数据，并将单色像素数据发送至HDMI编码芯片重新编码成HDMI视频信号输出至发送卡。3.根据权利要求2所述的像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括DDR存储芯片和同步信号生成单元，所述DDR存储芯片用于对处理后的数据进行帧缓存，所述同步信号生成单元用于生成显示数据需要的行同步信号、场同步信号和使能信号，并且将从DDR存储芯片中读出的数据与生成的信号同步。4.根据权利要求2所述的像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述解码之后的数据包括行同步信号、场同步信号、使能信号和RGB灰度数据。5.根据权利要求2所述的像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述数据处理模块为FPGA处理器。6.一种显示屏控制系统，其特征在于，包括接收卡、驱动IC、以及如权利要求2至5中任一项所述的数据传输系统，所述接收卡用于接收经过所述数据传输系统中的发送卡分箱后的有效视频信号，做电光转换和亮色度校正后传送给驱动IC以驱动显示屏显示。7.一种显示屏控制方法，其特征在于，所述控制方法应用如权利要求6所述的显示屏控制系统，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑喜凤，陈俊昌，汪洋，刘凤霞，邢繁洋，曹慧，
申请(专利权)人：长春希达电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：