一種led虛擬顯示模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一般地涉及一種光學建模，特別是涉及一種LED虛擬顯示模型。為了解決現(xiàn)有虛擬LED顯示屏的建模方法與目前LED像素點一紅一綠一藍適配的問題與分時復(fù)用技術(shù)對灰度的折中問題，本發(fā)明的目的是提供一種LED虛擬顯示模型，其包括：一種建模方法，以每個亞像素為頂點把屏幕劃分成無數(shù)三角形，虛擬像素點位于每個三角形的外心；一種控制方法：用平滑濾波器創(chuàng)建的掩膜，根據(jù)實際屏幕的排序，把對應(yīng)的點的顏色數(shù)值提取出來，假如實際的屏幕排列如上述建模方法的那樣排列，那么在圖像的(1，1)點提取紅色的亞像素的值作為R 的值，在(1，2)點處提取綠色亞像素的值作為G 的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個新的一維矩陣。
【專利說明】
一種LED虛擬顯示模型
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明一般地涉及一種光學建模，并且更特別地，涉及一種LED虛擬顯示模型。
【背景技術(shù)】
[0002] 人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時間，光的作用結(jié)束 后，視覺形象并不立即消失，而要延續(xù)0.1秒的時間，人眼的這種性質(zhì)被稱為"眼睛的視覺暫 留"。LED顯示屏的顯示原理主要利用了人眼的視覺暫留：LED顯示屏在1秒內(nèi)刷新60次就可 在人眼中形成一系列一閃的、連續(xù)的畫面。每個LED燈珠在每次刷新的過程中又細分為點亮 和熄滅兩個階段，由于一次刷新時間間隔很短，在人眼看來這個刷新過程只有明暗感。在顯 示過程中，顏色由多個色彩不一的LED燈珠調(diào)節(jié)明暗而形成。一般每個顏色由8bit的數(shù)據(jù)控 制，可以實現(xiàn)256種不同明暗程度，這個數(shù)據(jù)又稱為8bit灰度。8bit灰度的紅綠藍三色的混 合就能形成大概1600萬種顏色，這已經(jīng)超出了人眼能識別的顏色范圍。因此，一般顯示器采 用的是每種顏色8bit的位寬的顯示灰度，顯示器中每個像素點由三個紅綠藍(RGB)亞像素 組成，而每個亞像素則由三個不同顏色的LED組成。
[0003] LED虛擬顯示是一種通過特殊的控制手段來控制虛擬LED顯示屏的技術(shù)，使顯示屏 能顯示的分辨率超過至少分辨率。虛擬LED顯示屏的成像原理大體和LED顯示屏原理一樣， 都通過RGB亞像素的顏色調(diào)和來形成顯色最終組成一幅完整的圖像。不同于普通LED顯示屏 中像素的凝聚態(tài)，虛擬LED顯示屏中的像素點呈分散狀，即每個顏色的燈管是均勻分布的， 在一般情況下無法用人眼識別，即被稱為"虛擬像素"。這樣均勻分布的方法主要是為了亞 像素的復(fù)用，也就是說一個亞像素與多個相熟的形成都有關(guān)聯(lián)。因此，相比于普通LED顯示 屏的亞像素只參與單個像素的形成，使用亞像素復(fù)用技術(shù)的虛擬LED顯示屏能夠比傳統(tǒng)的 LED顯示屏顯示更多的像素點，從而增大了屏幕的分辨率。
[0004] 現(xiàn)有虛擬顯示技術(shù)是兩紅一綠藍的排列方式，每個虛擬像素包含了 4個亞像素，其 像素點的劃分由圖1表不。由圖可見R22與參與了Pll、Pl2、P21和P22四個點的成像，所以R22參與 了4個像素點的組成，即R 22的復(fù)用次數(shù)為四次。因此，采用這樣復(fù)用的虛擬顯示技術(shù)的顯示 屏能達到普通LED顯示屏分辨率的四倍。由于顯色原理不同，相應(yīng)的，虛擬LED顯示屏的控制 方法也和一般的LED顯示屏不一樣。目前虛擬LED顯示屏采用的最廣泛的控制方法是分時復(fù) 用的控制方法。假設(shè)一幅圖像包含4個像素 Pn、P12、P21和P22，那么在普通LED顯示器是在T時 間段內(nèi)同時顯示這4個像素點，而虛擬LED顯示屏如圖1那樣的需要在0-1/4T內(nèi)顯示Pn，l/ 4T-2/4T內(nèi)顯示P 12，2/4T-3/4T內(nèi)顯示P21，3/4T-T內(nèi)顯示P22，當T無限小時，由于人眼的視覺 暫留，看上去就像顯示的是4個點。
[0005] 分時復(fù)用雖然在虛擬顯示技術(shù)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，但這種方法存在一個明顯的弊 端。在同等帶寬條件下，因為每個燈管的灰度固定，在平均之后，這種方法所顯示的實際顏 色灰度變成了原來的1/4,并且采用分時復(fù)用的控制方式加大了對硬件的需求，使得所用器 件工作頻率更高，加大了硬件成本以及系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。由于技術(shù)的進步以及制作工藝的 提升，紅色LED燈管的亮度已經(jīng)達到與藍綠LED同等亮度的水平，所以現(xiàn)在的LED顯示屏的一 個像素點是由一紅一綠一藍LED燈管組成，虛擬LED顯示屏也相應(yīng)的改變。傳統(tǒng)的虛擬LED顯 示屏的建模方法就不再適合現(xiàn)在這種排列方式的虛擬LED顯示屏了，且分時復(fù)用存在明顯 弊端，所以需要提出一種適合目前虛擬LED顯示屏的建模方法和控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有虛擬LED顯示屏的建模方法與目前LED像素點一紅一綠一藍適配的 問題與分時復(fù)用技術(shù)對灰度的折中問題，本發(fā)明的目的是提供一種LED虛擬顯示模型，其包 括：
[0007] 一種建模方法，以每個亞像素為頂點把屏幕劃分成無數(shù)三角形，虛擬像素點位于 每個三角形的外心；
[0008] -種控制方法:創(chuàng)建3X3的數(shù)位掩膜，根據(jù)實際屏幕的排序，把對應(yīng)的點的顏色數(shù) 值提取出來，假如實際的屏幕排列如上述建模方法的那樣排列，那么在圖像的（1，1)點提取 紅色的亞像素的值作為R的值，在（1，2)點處提取綠色亞像素的值作為G的值，這樣按順序提 取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個新的一維矩陣。
[0009] 上文所述的建模方法，由于虛擬點到每個LED燈管的距離相等，所以三基色中的每 個顏色不會因為距離不同而產(chǎn)生混色上的不均勻，并且顯示屏從整體上來看三角形均勻分 布，所以能夠達到虛擬像素點均勻分布的要求。
[0010] 所述的3X3掩膜由平滑濾波器創(chuàng)建，其第一行的第二位置與第三位置以及第二行 第3位設(shè)置為1，其余位置設(shè)置為0。
[0011] 在虛擬LED顯示屏實際顯示時，可以把虛擬LED顯示屏看成是一個"缺項"的LED顯 示屏，如果用一個數(shù)列表示普通I ED的一個像素點的話，那么每個點可以表示成(R，G，B)其 中R，G，B為0~255的某個數(shù)。但是由于在虛擬LED顯示屏中，每個像素點由單色的LED燈管組 成，所以可以用紅色可以用(R，〇,〇)，綠色可以用(〇，G，0)，藍色可以用(0,0，B)來表示。 [0012]虛擬顯示的結(jié)構(gòu)是一個亞像素的亮度需要共享給相鄰的三個像素。因此這個亞像 素的亮度值在源視頻里是與相鄰的三個像素點的亮度相關(guān)的。在數(shù)字圖像處理中，需要對 圖像的空間區(qū)域做變換，由于本發(fā)明采用的是上文所述的三角形排列方式，所以只需要用 到掩膜右上角的三個像素點，并且每個像素點在亞像素計算中權(quán)值相等。
[0013] 由于本發(fā)明控制方法把圖像矩陣從原來的三維矩陣變成了一個一維矩陣，這樣在 相同數(shù)據(jù)大小下就能用更多的數(shù)據(jù)表示一個亞像素，提供更高的灰度等級，所以去掉了一 般采用掩膜時所使用的歸一化系數(shù)，這樣每個亞像素由lObit的數(shù)據(jù)組成，這樣每個亞像素 理論上能有2種不同的亮度。但是由于是亞像素的值直接相加，所以每個顏色的灰度為3X 28,這樣平均后每個虛擬像素的實際灰度和原視頻的灰度等級保持一致。但是由于亞像素 的最大亮度不變，由亞像素實現(xiàn)的虛擬像素就會變暗，理論上最大亮度為普通LED顯示屏的 1/3〇
[0014] 本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：
[0015] 1.本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型能夠在相同額LED燈珠數(shù)量下提供比普通LED顯 示更高的分辨率，這樣降低了屏幕的成本，并且在相同燈管密度下能夠?qū)崿F(xiàn)更密度的圖像 顯示，在有限空間條件下顯示更多內(nèi)容。
[0016] 2.本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型降低了帶寬和硬件需求，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。
[0017] 3.本發(fā)明所述的LED虛擬顯示模型提供了比傳統(tǒng)虛擬顯示更高得灰度等級，使得 顯示效果接近于普通LED顯示屏。
【附圖說明】
[0018]以下是本發(fā)明附圖的簡短說明，本發(fā)明使用的附圖僅僅是實例性的，不能用于解 釋本發(fā)明的保護范圍。
[0019] 圖1為傳統(tǒng)虛擬顯示屏的建模方法；
[0020] 圖2為本發(fā)明虛擬顯示屏的建模方法；
[0021] 圖3為本發(fā)明虛擬顯示屏的控制方法中采用的掩膜;和
[0022] 圖4為實施例1采用的圖像處理和控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】 [0023] 實施例1
[0024] 一臺普通的IXD顯示器，一臺的高密度虛擬LED顯示屏，其分辨率為192X192,其點 間距為P1.25,它采用等效8bit灰度等級。一部實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的視頻處理器，所用的圖像處 理及控制系統(tǒng)如圖4所示。
[0025] 選取一張圖片作為顯示圖像，在LCD顯示器上顯示，然后使用MATLAB對圖像按照圖 3的掩膜對圖像做處理，然后在把每個像素點按照本發(fā)明的控制方法進行處理，即根據(jù)實際 屏幕的排序，把對應(yīng)的點的顏色數(shù)值提取出來，假如實際的屏幕排列如圖2的那樣排列，那 么在圖像的（1，1)點提取紅色的亞像素的值作為R的值，在（1，2)點處提取綠色亞像素的值 作為G的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個新的一維矩陣，最 后得到一張新的圖片。
[0026]用同一張圖片作為顯示圖像，在高密度虛擬LED顯示屏上顯示，然后使用MATLAB對 圖像按照圖3的掩膜對圖像做處理，然后在把每個像素點按照本發(fā)明的控制方法進行處理， 即根據(jù)實際屏幕的排序，把對應(yīng)的點的顏色數(shù)值提取出來，假如實際的屏幕排列如圖2的那 樣排列，那么在圖像的（1，1)點提取紅色的亞像素的值作為R的值，在（1，2)點處提取綠色亞 像素的值作為G的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的值就可以重新得到一個新的一 維矩陣，最后得到另一張新的圖片。
[0027]通過對比分析前后三張圖片，可以得到表1的數(shù)據(jù)。
[0029]雖然本發(fā)明的原理已經(jīng)在本文有具體描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這 個描述僅通過示例的方式來進行，并且不作為關(guān)于本發(fā)明的范圍的限制。除本文中所示出 和描述的示例性實施例之外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)通過本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的修改和代替 的其他實施例，均被認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種LED虛擬顯示模型，其包括： 一種建模方法，以每個亞像素為頂點把屏幕劃分成無數(shù)三角形，虛擬像素點位于每個 三角形的外心； 一種控制方法:創(chuàng)建3X3的數(shù)位掩膜，把對應(yīng)的點的顏色數(shù)值提取出來，假如實際的屏 幕排列如上述建模方法的那樣排列，那么在圖像的（1，1)點提取紅色的亞像素的值作為R 的值，在（1，2)點處提取綠色亞像素的值作為G的值，這樣按順序提取出來的各種亞像素的 值就可以重新得到一個新的一維矩陣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED虛擬顯示模型，其特征在于所述的3 X 3數(shù)位掩膜的第一行 的第二位置與第三位置以及第二行第3位設(shè)置為1，其余位置設(shè)置為0。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED虛擬顯示模型，其特征在于所述的3X3數(shù)位掩膜由平滑濾 波器創(chuàng)建。
【文檔編號】G09F9/33GK105913794SQ201610053476
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月26日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】佛山市南海區(qū)聯(lián)合廣東新光源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心