CN101034537A

CN101034537A - 基于只读存储器的帧速率控制的集成电路及其设计方法

Info

Publication number: CN101034537A
Application number: CN 200710037617
Authority: CN
Inventors: 周建军; 袁野
Original assignee: SHANGHAI SUPER VALUE ACTION GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SUPER VALUE ACTION GROUP CO Ltd
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2007-09-12

Abstract

本发明公开了一种基于ROM的帧速率控制集成电路及其设计方法。该集成电路的结构包括ROM地址产生模块、R ROM、G ROM、B ROM以及数据处理模块等等。该帧速率控制集成电路设计方法包含以下步骤：根据当前帧数，当前输入的R、G、B通道亮度值的最后两位来填充ROM值；计算并查找对应的抖动矩阵即通过输入当前帧数，当前输入的R、G、B通道的亮度值计算在矩阵中的对应位置，输出为进位信息，决定基础灰度值是否加1；输入该点该通道的亮度的大小值，灰度级增值幅度V(x，y，z)为上一步骤得到的进位信息，输出最终结果为64级的亮度输出DestPix(i，j)。相较先前技术，本发明可针对不同的显示屏更方便的更改抖动矩阵。

Description

基于只读存储器的帧速率控制的集成电路及其设计方法

技术领域

本发明涉及一种电子工程领域内一种数据处理方法，尤其是指由液晶显示装置使用的基于ROM(Read Only Memory，只读存储器)的中间灰度显示方法-即FRC(Frame Rate Control，帧速率控制)集成电路设计方法以及该方法设计的集成电路。

背景技术

对液晶面板的色彩物理显示能力，我们通常用在每一个色彩通道上液晶面板能显示灰阶的位数(bit)来加以描述。如果在每个色彩通道上能显示256(2⁸＝256)级灰阶，我们就称其为8bit面板，这也就是真彩面板；如果每个通道上只能显示64(2⁶＝64)级灰阶，那么我们就称其为6bit面板。通常的中低端液晶显示都是6bit面板，共能显示262144种色彩，其在物理上能显示的色彩数目还不到8bit面板的2％。

为了缩小6bit面板和8bit面板的差距。从实现技术上来看，其主要是利用了PD(Pixel Dithering，像素抖动)算法及FRC算法。上述两种技术通过控制像素点在时间和空间上的分布，来提高每个液晶单元的灰阶显示数目。

其中FRC算法通过帧速率控制在时间上也进行了抖动，较之PD算法只在空间进行抖动效果会更好，可以有效改变当只有单灰度图像时，PD算法引起的条纹和斑点等固定的模式。

人们已经设计了大量的FRC算法，如中国专利第1822089A号在2006年8月23日公开的一种空间扩展FRC处理方法，第1661660A号在2005年8月31号公开了一种显示装置，提出了一种FRC方法以便可以不产生由于数据电压的差异或由于数据电压的极性而导致的条纹或闪烁。对需要不同抖动矩阵处理的不同的显示屏，都需要完全重新设计集成电路，但是上述两件公开资料都没有公开具体的集成电路的设计方法。

不同物理特性的显示屏，有各种各样的用于反转相邻液晶像素的极性。FRC是考虑显示器的特性而决定的，不同的液晶显示器的类型很难找到当前所用显示器的最佳模式。采用的FRC算法与显示屏的响应速度、不同液晶分子、极性、灰阶的非线性程度等等都是有关的。越是大尺寸的显示屏，对FRC的算法要求越高。一个集成电路的设计通常只能应用到一种屏幕上去，以往的设计方法，由于时间和成本的限制改变显示器的操作特性时，很难改变FRC的模板。

因此，需要提供一种基于ROM的FRC集成电路及其设计方法，在其他电路设计不更改的情况下，可以很方便的改动抖动矩阵，使得针对不同的显示屏可以更方便的更改抖动矩阵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以随意更改FRC算法中抖动矩阵的设置的基于ROM设计的FRC集成电路及其设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明基于ROM的FRC集成电路设计方法包含以下步骤：

步骤1、填充ROM值。

根据输入当前帧数，当前输入的R(Red，红)、G(Great，绿)、B(Blue，蓝)通道亮度值的最后两位来填充ROM值。

步骤2、计算并查找对应的抖动矩阵值。

计算并查找对应的抖动矩阵通过输入当前帧数，当前输入的R、G、B通道亮度值计算在矩阵中的对应位置，输出为进位信息，决定基础灰度值是否加1。本发明提出的基于ROM的方案适用于任何具体的方法。各方法会得到不同的x、y、z，代表着第z帧，第x行第y列。

步骤3、计算经过抖动后得到的最终亮度。输入该点该通道的亮度的大小值，灰度级增值幅度V(x，y，z)为步骤2得到的进位信息，输出最终结果64级的亮度输出DestPix(i，j)。

步骤3.1：计算最终抖动值的输出：

newVal＝SrcPix(i，j)/4+V(x，y，z)

SrcPix(i，j)是在输入的源图像中R、G、B各通道中获取的像素值，值在[0，255]之间，(i，j)分别是指当前像素在源图像中的坐标位置；

步骤3.2：取整

DestPix(i，j)＝int(new Val)

DestPix(i，j)是指在输出图像中相应的像素值，值在[0，63]之间。

本发明集成电路的结构包括ROM地址产生模块、ROM模块以及数据处理模块等。ROM地址产生模块根据输入数据以及地址产生算法分别产生读R ROM、G ROM、B ROM的地址；ROM模块包括R ROM、G ROM、B ROM，保存了进位信息，这些ROM模块将输入地址所对应的单元中的数据读取并输出；数据处理模块将从ROM中读出的数据和原始像素点数据，根据一定的算法进行处理并得到最终输出数据。本发明中所使用的ROM可以是同步ROM也可以是异步ROM，用户可根据自身情况选择。

相对于现有技术，本发明提供了一种基于ROM的FRC集成电路及其设计方法，其将抖动矩阵的设置装置设计成ROM形式，可以随意更改FRC方法中抖动矩阵的设置，从而使得它适应不同的液晶显示屏。

附图说明

通过以下对本发明一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为基于本发明FRC集成电路设计结构示意图；

图2是本发明FRC集成电路设计方法的原理方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

请参阅图2且结合图1，本发明提供了一种基于ROM的FRC集成电路设计方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、填充ROM值。

ROM的大小为M*N*S*B bit，其中M*N为抖动矩阵的行和列，S为帧数，B为亮度和RGB通道的选择数，B的大小还取决于RGB的抖动矩阵和不同亮度的抖动矩阵是否相同，如都相同，B将进一步减小，ROM将会更小。以8bit转6bit为例，B可以为9，填充方法如下表1所示：

表1

根据输入当前帧数，当前输入的R、G、B通道亮度值的最后两位来填充ROM值，R(01)就代表亮度末两位的值为01的R通道，表中的值为进位信息1或0。此ROM值会根据不同的显示屏或同一显示屏的不同方法发生变化。

该部分集成电路的具体实施方式如图1所示。该集成电路的结构包括：ROM地址产生模块、ROM模块以及数据处理模块等。其中ROM地址产生模块根据输入数据以及地址产生算法分别产生读R ROM、G ROM、B ROM的地址；ROM模块包括R ROM、G ROM、B ROM，保存了进位信息，这些ROM模块将输入地址所对应的单元中的数据读取并输出；数据处理模块将从ROM模块中读出的数据和原始像素点数据根据一定的算法进行处理并得到最终输出数据，其所做的工作在以下步骤中提及。本发明中所使用的ROM可以是同步ROM也可以是异步ROM，用户可根据自身情况选择。

本发明集成电路总共需要2～3个时钟周期：如果采用同步ROM则需要3个时钟周期，如果采用异步ROM则只需要2个时钟周期。

本发明的具体工作过程是：

过程1、在第一个时钟周期，对于输入像素点的R、G、B数据按照一定的算法分别产生出读R ROM、G ROM、B ROM地址并将这些地址分别送给R ROM、G ROM和B ROM；同时，该时钟周期还需要将输入像素点的R、G、B原始数据进行保存；

过程2、在第二个时钟周期，如果采用异步ROM，则数据处理模块将从ROM模块输出的数据和过程1中保存下来的输入原始数据按照一定的算法进行处理得到最终的数据输出；如果采用同步ROM，则此时钟周期即为ROM的读数据周期；R ROM、G ROM、B ROM分别将输入地址所对应的存储单元中的数据读出并送数据处理模块；

过程3、在第三个时钟周期，数据处理模块将ROM输入的数据和过程1中保存下来的输入原始数据按照一定的算法进行处理得到最终的数据输出。

步骤2、计算并查找对应的抖动矩阵值。

计算并寻找对应的抖动矩阵，该步骤在ROM地址产生模块执行。通过输入当前帧数，当前输入的R、G、B通道的亮度值计算在矩阵中的对应位置。输出为进位信息，决定基础灰度值是否加1。通常的FRC方法都是与亮度、位置相关的，有的还与当前亮度在此之前有多少个相关。本发明提出的基于ROM的方案适用于任何具体的方法。各方法会得到不同的x、y、z，代表着第z帧，第x行第y列。

上述表1是这样查找的，如果要查找亮度为103的G通道的抖动矩阵，该矩阵中第z帧，第x行第y列是否在基础灰度上加1，则查找G(11)列、行为H的点是否为1，如为1则6bit为26，如为0则为25。H如下计算：

H＝(z-1)*M*N+(y+(x-1)*N) (1)

本发明根据不同的R、G、B通道，当亮度点不同、帧数不同时，选取相应不同的抖动矩阵。

步骤3、计算经过抖动后得到的最终亮度，该步骤在数据处理模块执行。输入该点该通道的亮度的大小值及灰度级增值幅度V(x，y，z)，其中V(x，y，z)为步骤2得到的进位信息，输出最终结果为64级的亮度输出DestPix(i，j)。

步骤3.1：计算最终抖动值的输出：

newVal＝SrcPix(i，j)/4+V(x，y，z) (2)

步骤3.2：取整

DestPix(i，j)＝int(newVal) (3)

DestPix(i，j)是指在输出图像中相应的像素值，值在[0，63]之间，该式意味着取整数部分，不作四舍五入。

本发明基于ROM的FRC集成电路及其设计方法，适应于液晶之类的有不同驱动翻转方式的显示器，通过将抖动矩阵的设置装置设计成ROM形式，在其他电路设计不更改的情况下，可以很方便的改动抖动矩阵，使得针对不同的液晶显示屏更改抖动矩阵更加方便。

可以理解的是，本发明不限于上述8bit转6bit的抖动场合，也同样适用于H bit转L bit(H＞L)的其他抖动场合。对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1、一种基于只读存储器(ROM)的帧速率控制(FRC)集成电路设计方法，其特征在于，该方法包括：

a.填充ROM值，即根据当前帧数，当前输入的R、G、B通道亮度值的最后两位来填充ROM值；

b.计算并查找对应的抖动矩阵值，即通过输入当前帧数，当前输入的R、G、B通道的亮度值计算在矩阵中的对应位置x、y、z，代表着第z帧，第x行第y列，输出为进位信息；

c.计算经过抖动后得到的最终亮度，即输入该点该通道的亮度的大小值及灰度级增值幅度V(x，y，z)，V(x，y，z)为步骤b得到的进位信息，输出最终亮度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤a中，ROM的大小为M*N*S*B位(bit)，其中M*N为抖动矩阵的行和列，S为帧数，B为亮度和RGB通道的选择数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤b中，根据进位信息决定是否在基础灰度上加1，如果进位信息为1，则在基础灰度上加1，若进位信息为0，则不加。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤c中，根据newVal＝SrcPix(i，j)/4+V(x，y，z)计算最终抖动值的输出，其中SrcPix(i，j)是在输入的源图像中R、G、B各通道中获取的像素值，值在[0，255]之间，(i，j)分别是指当前像素在源图像中的坐标位置。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：对所述输出的最终抖动值取整：DestPix(i，j)＝int(newVal)，DestPix(i，j)是指在输出图像中相应的像素值，值在[0，63]之间。

6.一种基于ROM的FRC集成电路，其结构包括：ROM地址产生模块、ROM模块以及数据处理模块，其中ROM地址产生模块根据输入数据以及地址产生算法分别产生读R ROM、G ROM、B ROM的地址；ROM模块包括R ROM、G ROM、B ROM，保存了进位信息，这些ROM模块将输入地址所对应的单元中的数据读取并输出；数据处理模块将从ROM模块中读出的数据和原始像素点数据根据一定的算法进行处理并得到最终输出数据。

7.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于：该集成电路所适用的ROM可以是同步ROM，也可以是异步ROM。

8.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于：该集成电路共需要2至3个时钟周期，如果采用同步ROM则需要3个时钟周期，如果采用异步ROM则需要2个时钟周期。