描述了一种视频显示系统，该系统由像素阵列和计算子系统形成，所述像素阵列包括快速响应光元素、行选择和列选择开关以及像素数据驱动器，所述计算子系统生成用于选择线的控制信号和视频数据。整个系统通过连续显示对应于原始图像的正交图像基函数分量的图像的子帧来重构要被显示的预期图像或视频，该原始图像的正交图像基函数分量对使用多个行和列线选择的像素的分组起作用。结果得到的系统是这样的架构：其使得人们直接在光元素上实施某个视频解压缩技术（与在数字处理中实施这些技术相反），并且可以具有比其中对像素进行独立寻址的系统相当多地减小的原始视频数据需求，并且使得能够利用类似的数字－模拟转换器规范来实现较高的动态范围。在此描述了具有基于LED的显示器的实施例。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像和视频显示器，更特别地涉及用作静止图像和/或视频监视器的平板显示器，以及在此类显示设备上生成并驱动图像和视频数据的方法。
技术介绍
诸如等离子体、液晶显示器(IXD)和发光二极管(LED)显示器之类的平板显示器通常使用像素寻址方案，在该方案中，通过列和行选择信号独立地对像素寻址。一般地，对于布置为M行和N列的M乘N个像素或图片元素，我们将具有M个行选择线和N个数据线 (参见图1)。对于每个帧，通过将行选择信号应用于特定行来加载视频数据，然后逐列地扫描行直到到达末尾为止。在基于普通IXD和LED的实施例中，使用单个或多个数据源将视频数据写入到该行中的每个像素，所述单个或多个数据源将数字一模拟转换器输出解复用成N列。利用所需的像素电压或像素电流信息来加载每个像素。在到达行的末尾时，对行选择信号取消选择，并且以渐进扫描模式或交织扫描模式选择另一行。在一般的有源矩阵类型的LCD或LED实施例中，视频信息是存储在对于特定像素而言唯一的电容器中的电压 (参见图2)。当行和列信号对像素取消选择时，图像信息保留在电容器中。相反，在无源矩阵类型的LCD实施例中，行和列被布置为电极的条，该电极的条组成以彼此垂直的方式定向的顶部和底部金属板(参见图3)。利用限定具有瞬时视频信息的像素的一个或多个交叉点来选择单个或多个行和列线。在此类情况中，行或列信号将具有所应用的电压，该电压与像素信息成比例。在发光二极管显示器类型的实施例中，在无源矩阵方法中，信息是通过像素 LED的瞬时电流，其导致发出与所应用的电流成比例的光，或者，在使用固定电流源的实施例中，导致发出与应用时间成比例的光，这也称作脉冲宽度调制。在提到的所有这些显示器类型中，驱动屏幕像素所需的数据量相当大。然后，每个视频帧向显示器布置传递的总信息被给出为MXNX3X比特宽度，其中因子3来自于构成图像的三种基色，S卩，红、绿和蓝，并且根据像素值的最大分辨率来确定比特宽度。用于商业显示系统的最普通的像素值分辨率是每个颜色8比特。例如，在VGA分辨率显示器中，需要传递的总信息将是640 X 400 X 3 X 8， 等于每个图像帧6M比特，其是以某个帧刷新速率刷新的。帧刷新速率可以是M、30、60等帧每秒(fps)。屏幕的较快速率能力通常用于消除发生在LCD类型显示器中的运动模糊，其中120或MO fps的屏幕刷新速率实现可以在商业设备中找到。对于灰度级图像，信息内容减少到三分之一，因为仅使用了亮度信息。视频和静止图像通常被转换为压缩格式以便存储和传输，诸如MPEG2、MPEG4、 JPEG2000等格式和系统。图像压缩方法基于数据的正交函数分解，数据冗余度以及人眼对空间和时间特征的某些灵敏度特性。普通的图像压缩方案涉及如JPEG或运动JPEG中的方向余弦变换或离散Walsh变换的使用。此外，视频压缩可以涉及略过某些帧并且使用前向或后向帧估计、略过颜色信息、或图像的亮度-色度(YCrCb)表示中的色度子采样等。视频解码器用于将空间上和时间上压缩的图像信息转换成颜色(RGB)表示中的行和列像素信息以产生图像信息，如在VGA分辨率显示器中，这将是例如每帧6M比特。然而，从信息内容的观点看，该视频信息中的很多实际上都是空间冗余的，因为最初已经将图像处理为压缩格式，或其具有人眼不敏感的信息内容。所有这些技术都涉及软件或数字处理域中的显示系统的组件，并且除了像素数目和帧速率之外，由MXN个像素组成的实际的光学显示器的结构不受用于视频格式的任何技术的影响。本领域中的现有技术没有直接解决图像压缩和解压缩技术。通常在逐个像素 (pixel-by-pixel)的基础上数据是可用的，视频系统利用其以某个刷新速率显示。图像和/或视频压缩通常应用于用于显示的数据的传输、存储和图像修复(如在美国专利号6，477，279中)。无源矩阵显示器中的多线寻址也是已建立的技术(如在Lueder，E.的 "Liquid Crystal Displays-Addressing Schemes and Electro-Optical Effects", John Wiley & Sons 2001，pp. 176-194或美国专利号6，111，560中)。基于时域Walsh函数的正交波形被应用于列和行，使得行和列中的交叉点将根据期望通过幅度调制生成灰度阴影。 这与采用在视频和图像压缩中使用的二维正交基函数展开形成对比。在美国专利申请公开号2010/0007804中，描述了基于图像构造的视频显示系统，其使用基于正交Walsh函数的当前应用，针对应用使得这些技术扩展到像素的精细阵列，利用其，独立的行和列控制是可能的，并且因此不需要空间光调制器。附图说明图1描绘了在有源矩阵平板显示器、尤其是有源矩阵液晶显示器中使用的像素选择方法。通过行和列选择信号来对每个像素寻址，其中通过选择信号中的任一个来应用视频信息。对于MXN像素系统，存在M个行选择信号和N个数据线。数据(视频信息)由数字一模拟转换器生成，并且在用于每个像素的电容器中存储电压。电压应用于由透明电极 (诸如ITO (氧化钨铟))组成的两个平行板。图2示出了用于基于IXD和LED的显示器的典型有源矩阵像素电路拓扑结构，其中当对像素的行和列选择开关信号取消选择时，通过使用作为存储器设备的电容器来保留图像信息。图3描绘了在无源矩阵LCD显示器中采用的像素选择方法。存在M个行选择信号和N个数据信号。信号定时确定哪个位置将具有应用在两个电极之间的瞬时电压，其间的液晶分子将对其进行反应。图4示出了需要针对4X4像素分组实施为掩模图案的基函数。图5示出了需要针对8X8像素分组实施为掩模图案的基函数。图6示出了视频显示系统的框图，该视频显示系统采用像素阵列、对宏像素进行操作的行/列选择电路、掩模图案生成块、计算离散Walsh变换系数的用于图像处理的计算设备以及定时发生器块。图7示出了用于生成针对4X4像素分组的掩模图案的行和列选择表。注意，在具有该类型实施方式的单个选择步骤中，可以不生成某些高阶图案。在这些情况中，利用行和列选择信号的逆(inverse)生成第二图案，其中列视频数据信号保持相同。如果开关足够快，则两个图案可以挤在一个子帧中，如果不足够快，则第二图案可以使用其自己的子帧或在下一帧中被显示。图8示出了基于如图2所示的LED显示器架构的替代开关结构，该开关结构用于生成针对4X4像素分组的掩模图案。通过串行数据总线来加载开关状态并且将开关状态存储在本地寄存器中。在每个子帧处，串行地加载对应于像素的接通(on)或断开(off)状态的16比特。然后，将公共视频数据信号应用于4X4像素分组。图9示出了用于展现三个不同压缩场景的三个不同宏像素的示例子帧图案。第一宏像素是图像的无损重构。每16个子帧持续时间重置图像。第二宏像素采用有损图像重构，使得忽略用于倾斜空间频率的高于第2阶的图像系数项(021、012、013、1)31、1^2等)。该宏像素的有效帧速率是第一个的两倍，因为每8个子帧持续时间重置图像。第三宏像素采用较高压缩，并且忽略所有倾斜空间频率、展现比其他两个更高效的帧速率。系数的顺序无需相同，因为可以对每个宏像素的图案唯一地寻址并且图案本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：SE冈塞，
申请(专利权)人：SE冈塞，
类型：发明
国别省市：
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