用于ＬＣＤ显示图像的帧率控制－抖动方法技术

一种用于ＬＣＤ显示图像的帧率控制－抖动方法。本发明专利技术提供了一种用于ＬＣＤ显示图像的ＦＲＣ－Ｄｉｔｈｅｒ方法，其中，该方法包括：确定当前第ｋ帧图像中的像素处于上述当前第ｋ帧图像的第Ｒ行，并确定上述像素的灰度值的低位比特ＬＳＢ在上述第Ｒ行的第Ｃｏｕｔｒｏｗ次出现；根据Ｒ和Ｃｏｕｔｒｏｗ在与上述ＬＳＢ对应的Ｄｉｔｈｅｒ图案中确定相应的点；根据上述点的取值以及上述像素的灰度值的高位比特ＭＳＢ计算显示灰度值，并以上述显示灰度值输出显示上述像素。根据本发明专利技术避免了在显示纹理图像时出现闪烁现象，并且能自适应地根据图像内容来表示图像的灰度等级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示领域，具体而言，涉及一种用于LCD显示图像的FRC(Frame Rate Control，帧率控制)-Dither(抖动)方法。
技术介绍
液晶显示LCD (Liquid Crystal Display)由于具有许多阴极射线管CRT (Cathode Ray Tube)不可比拟的优点，广泛应用于各种显示设备中。然而，有时来自图像图形源的数 据比特数不等于液晶显示装置的比特数，比如为了降低成本，用6比特LCD液晶屏来显示8 比特的图像数据。为了使最终输出显示的图像仍然具有8比特的灰度等级，一般都普遍采 用了帧率控制FRC-Dither技术，其本质简单的说就是将要显示的8比特数据分为高6位和 低2位，再根据低两位在对应空间和时间上根据所对应的FRC图样将高6位或高6位+1送 出显示，从而使得整体上最终显示出8位256个灰阶。 然而，实际中所显示的图像图形可能是简单的灰度块，也可能是具有复杂纹理的 几何图案。图l是根据本专利技术实施例的具有纹理结构的灰度图像的低位比特示意图。如 图1所示，具有由1*2纹理单元构成的纹理结构的一帧灰度图像包括两种灰度，即129和 131，其中，灰度值为131的像素具有的低位比特为ll，用白色单元格表示；而灰度值为129 的像素具有的低位比特为Ol，用深色单元格标识。 图2是根据现有技术的Dither空间平均策略的水平垂直相位分布的示意图。对 于图l所示的具有纹理结构的灰度图像，传统Dither空间平均策略的水平垂直相位分布如 图2所示，可见，传统Dither空间平均策略与周围相邻空间位置有关，且此图表示的仅是低 位LSB2 = ll(即值为131的灰度)，而不能用来表示值为129的灰度。 在应用中发现，对于上述如图l所示的具有纹理结构的灰度图像，传统的 FRC-Dither方案无论选择什么样的Dither图案对某些测试图形图像总会存在着局部/整 体闪烁，或者固定的水平/垂直条纹，或者在移动视角时，即使对于简单的灰度图像会发现 明显的运动条纹等现象。 在传统的FRC-Dither中所出现的问题基本可以归结为由于Dither的空间平均不 均匀性造成的闪烁以及由FRC的时间(帧间)平均不均匀性造成的随视点移动而出现的运 动条纹现象。且Dither的空间不均匀性可有整体不均匀性而造成的整体闪烁以及局部不 均匀性而造成的局部闪烁。 下面简单的介绍传统的FRC-Dither原理。 例如，对于8位的输入数据，通常采用6比特屏来显示，由于6比特屏本质上只能 显示64个灰阶，因此大多数LCD显示设备厂家都采用了 FRC-Dither技术来显示8bit的 256个灰阶对于灰度0，4，8，4n...等灰阶是直接显示，而对于灰阶4n+l ， 4n+2， 4n+3是靠 FRC-Dither的空间-时间平均来实现的。Dither是帧内的空间平均，FRC是帧间的时间平 均。例如要显示灰阶129，只要使整个图像中每一个2*2单元中取1个132和3个128，通 过空间平均来实现平均灰度129，即(132+128+128+128)/4 = 129。 同理，如果使每一个2*2单元中取2个132和2个128则可实现平均灰度130，如 果使每一个2*2单元中取3个132和1个128即可实现平均灰度131。同理，也可实现其他 的灰度等级。 同样也可以采用其它的分割单元，比如取4*4， 2*4， 4*2 ， 8*8等分块，只要保证每 一个小单元中灰度为4n和灰度为4n+4的比例固定按1 : 3，2 : 2，3 : 1就可实现对应的 中间灰阶4n+3 ， 4n+2 ， 4n+1 。 然而对于每一个单元内部的一个像素点具体显示为4n，还是显示为4n+4是按照 一定的Dither图案按行列相位旋转来进行选择实现的。 上面所述的是Dither的空间平均，为了实现整体每一个像素的帧间平均，还需要 采用FRC进行帧间平均。仍然以显示129的灰度为例，在相邻4帧中，对每一个像素点，128 和132的比例仍然保证3 : 1就可以使得每一个像素通过FRC帧间相位的旋转轮换实现其 在帧间平均。 用数学来表示传统FRC-Dither过程，FRC-Dither图样可以表述为一个三维的二 值矩阵Dither_pattern[i， j， k] (i = 0， 1，2，3 ;j = 0， 1，2，3 ;k = 0， 1，2，3) 其中，(i， j)表示空间的对应行列相位，即，为在Dither图案中对应第i行第j列的点；k表帧间相位，当k固定，就对应一组Dither图案。 实际的FRC-Dither过程就是根据该矩阵，当对应的矩阵元素为1就将该像素的高 位灰阶+l输出(4n+4)，否则将该像素的高位灰阶(4n)输出。 根据FRC-Dither的空间帧间平均要求，该三维FRC-Dither矩阵应有如下空间平 均和帧间平均的约束 对于低位比特01:SS 欣—P加em[/J,A:]， 对于低位比特10: Z Z ￡>/^ — /7股A77[/, A] = 8 ，( 乂 对于低位比特11 : Z Z i)///^/ 一戸er/7[/', 乂, A:] = 12Z Z)/Aer —戸em[z'， 7'， A:] = 2y Z)/f/^ 一戸er/7[z'， 乂, A] = 3 根据以上描述的传统FRC-Di ther的空间_帧间平均方法，可以看出，传统的 FRC-Dither方法无论采用什么样的Dither图样，对某些纹理图像的显示存在着或局部\整 体闪烁，移动试点时即使对均匀的灰度图像也可以看到令人讨厌的移动条纹现象。 通过分析发现，闪烁主要是Dither图案的设计以及Dither的平均策略造成空间 不均匀性，而移动试点的移动条纹现象主要是由FRC帧间相位旋转的方向性规律所致。 其实，传统的Dither平均策略是按像素低位选择对应的Dither图案，根据此图案 按照固定的相位旋转进行高位或高位加1来实现对应的低位灰阶的，其对均匀的灰度图像 可以实现其对应空间平均。但对纹理图像(多灰度)仍然根据固定的空间图样进行Dither 平均处理就不能保证一些灰度的正确显示。比如只有简单的两种灰度的棋盘间隔纹理图 样，假设要显示的两种纹理的灰阶为129，131，其高6位都为100000，对应的灰阶为128，对应的高6位+1对应的灰阶为132，而它们的低位分别为01和11。如果仍然按照传统的 Dither图案选择，只能按129或131中的一个来选择Dither图案，按129选择Dither图 案，128和132按3 : 1的比例进行Dither平均才能实现129的空间平均显示；如果按131 选择Dither图案，128和132按1 : 3的比例进行Dither平均才能实现灰度131的空间 平均显示。而现在的纹理图像又是由两种灰度129，131混合组成的纹理图像。无论按灰度 129或131都有一种灰度不能被正确的进行Dither平均显示表示。且由于FRC帧间相位的 旋转，势必造成一帧按129显示，一帧按131显示。 一帧内整体灰度的不均匀性，是其造成 整体闪烁的主要原因。 由此，根据相关技术，在显示纹理图像时，会造成对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于ＬＣＤ显示图像的帧率控制ＦＲＣ－抖动Ｄｉｔｈｅｒ方法，其特征在于，包括：确定当前第ｋ帧图像中的像素处于所述当前第ｋ帧图像的第Ｒ行，并确定所述像素的灰度值的低位比特ＬＳＢ在所述第Ｒ行的第Ｃｏｕｔ↓［ｒｏｗ］次出现；根据Ｒ和Ｃｏｕｔ↓［ｒｏｗ］在与所述ＬＳＢ对应的Ｄｉｔｈｅｒ图案中确定相应的点；根据所述点的取值以及所述像素的灰度值的高位比特ＭＳＢ计算显示灰度值，并以所述显示灰度值输出显示所述像素。

【技术特征摘要】
一种用于LCD显示图像的帧率控制FRC-抖动Dither方法，其特征在于，包括确定当前第k帧图像中的像素处于所述当前第k帧图像的第R行，并确定所述像素的灰度值的低位比特LSB在所述第R行的第Coutrow次出现；根据R和Coutrow在与所述LSB对应的Dither图案中确定相应的点；根据所述点的取值以及所述像素的灰度值的高位比特MSB计算显示灰度值，并以所述显示灰度值输出显示所述像素。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据R和Coutr。w在与所述LSB对应的 Dither图案中确定相应的点进一步包括在所述Dither图案中选择第i行第j列的点，其中，所述Dither图案具有n行m列的点，n = m = 2P， p为所述LSB具有的比特数； i = (R-l) % n， j = (Coutr。w-l) % m。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据R和Coutr。w在与所述LSB对应的 Dither图案中确定相应的点进一步包括确定所述像素为所述第R行上第X个像素；若XX (预定的周期长度)二O，则在根据R和Cout，在与所述像素对应的抖动Dither 图案中确定相应的点之后，对于第R行，将不同的低位比特在所述第R行出现的次数清零。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下步骤来选择所述LSB对应的 Dither图案:从由t个Dither图案构成的一组图案中选择第k^ t个Dither图案，其中，所述一组 图案中的Dither图案被预先随机排序。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在使用p位比特来表示当前第k帧图像的 像素的低位比特，且所述当前第k帧图像的像素由q位比特V^b。组成时，所述高位比 特MSB = bq—A—2…bp，所述低位比特LSB = bp—A—2 b。。6 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述当前第k帧图像具有由多种纹理单元 相间组成的纹理结构，其中，所述当前第k帧图像具有的纹理单元的种类大于等于2，相同 种类纹理单元内的像素具有相同的低位比特，相同的低位比特对应同一个Dither图案。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述点的取值以及所述像素的灰度 值的高位比特MSB计算显示灰度值进一步包括若所述选择的点的取值为O，则所述显示灰度值的高位比特等于MSB，所述显示灰度值 的低位比特为全O，其中，所述显示灰度值与所述像素的灰度值具有相同的比特数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文超，刘海锋，
申请(专利权)人：硅谷数模半导体北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]