CN101937638B - 灰阶扫描输出方法及灰阶扫描输出装置 - Google Patents

Abstract

一种灰阶扫描输出方法及装置，该方法包括：分别统计预设个数的周期内的各位次灰阶的输出时间总和，并以该预设个数为等分数分别进行等分；分别判断各位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值；若是，寻求最佳等分数，并以用该最佳等份数等份后的输出时间作为该灰阶的单次输出时间进行扫描输出。本发明方案，是将多个周期的扫描统筹起来，对于单次输出时间低于驱动芯片的最小输出脉冲门限值的灰阶，将其合并在一起进行扫描输出，使得能够满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的需求，灰阶合并扫描后会节省下来数据传输时间的开销，从而使得扫描频率比常规的扫描方式更优，亮度效率有所提高，且能够不影响实际的最小输出时间。

Description

灰阶扫描输出方法及灰阶扫描输出装置

技术领域

本发明涉及显示输出技术领域，特别涉及一种灰阶扫描输出方法及灰阶扫描输出装置。

背景技术

在LED屏幕的显示输出中，是通过控制一定周期内的发光二极管的点亮输出时间的总和来控制亮度的，对于n位灰阶的LED屏幕来说，由于K次灰阶的输出需要传输数据K次，以T表示最小输出时间，那么这个n位灰阶的LED屏幕的发光二极管的输出时间总和为：

2⁰*T+2¹*T+…+2^K*T+…+2^n-1*T+2ⁿ*T

＝(2⁰+2¹+…+2^K+…+2^n-1+2ⁿ)*T

＝(2ⁿ-1)*T

从而一个扫描周期Ts＝(2ⁿ-1)*T+Tw，其中Tw为传输数据以及换行保护所损失的时间，如图1所示，是一个扫描周期的时间构成示意图。

根据上述扫描周期Ts，可以得知其扫描频率为Fs＝1/Ts，因此，为了提高刷新频率，只能从两个方面来考虑：其一是减少Tw，另一方面则是减少T。由于(2ⁿ-1)*T占到了Ts的绝大部分，因此，缩短最小输出时间T可以显著提高刷新频率，是首选方案。然而，在以缩短最小输出时间T的方式来提高刷新频率时，存在一个很大的限制条件：当最小输出时间T小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值时，会出现三方面的问题：损坏驱动芯片或者发光二极管、色彩异常、电磁干扰严重。为了能够解决这些问题，现在通常采用的方式是使用更小的最小输出脉冲门限值、或者使用内嵌PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)输出的芯片，然而却为此付出了更高的制造成本和大量的设计更改的代价。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种灰阶扫描输出方法及灰阶扫描输出装置，其可以在不减小实际的最小输出时间的基础上提高LED屏幕的刷新频率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种灰阶扫描输出方法，包括步骤：

分别统计预设个数的周期内的各个位次灰阶的输出时间总和，并以该预设个数为等分数、分别对各个位次灰阶的输出时间总和进行等分；

分别判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

若是，寻求最佳等分数，使得该灰阶对应的输出时间总和用该最佳等分数等分后大于或者等于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该最佳等分数加1后的值等分后小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值，并以用该最佳等分数等分后的输出时间为该灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

一种灰阶扫描输出装置，包括：

统计单元，用于分别统计预设个数的周期内的各个位次灰阶的输出时间总和；

等分单元，以所述预设个数为等分数、分别对各个位次灰阶的输出时间总和进行等分；

比较单元，用于分别判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

最佳等分数单元，用于在所述比较单元的判定结果为是时，寻求最佳等分数，使得该灰阶对应的输出时间总和用该最佳等分数等分后大于或者等于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该最佳等分数加1后的值等分后小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

灰阶输出单元，用于以所述该最佳等分数等分后的输出时间为与该最佳等分数对应的灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

根据上述本发明的方案，是将多个周期的扫描统筹起来，对于单次输出时间低于驱动芯片的最小输出脉冲门限值的灰阶，将其合并在一起进行扫描输出，使得能够满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的需求，灰阶合并扫描后会节省下来数据传输时间的开销，从而使得扫描频率比常规的扫描方式更优，亮度效率有所提高，且能够不影响实际的最小输出时间。

附图说明

图1是一个扫描周期的扫描时间构成示意图；

图2是本发明的灰阶扫描输出方法实施例的流程示意图；

图3是多个周期的扫描时间划分的示意图；

图4是本发明的灰阶扫描输出装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明方案的根本思想，是将单次输出时间低于驱动芯片的最小输出脉冲门限值的低次灰阶合并在一起输出，使得既能够提高刷新率，又能够满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的需求，且能够不影响实际的最小输出时间。

参见图2所示，是本发明的灰阶扫描输出方法实施例的流程示意图，其包括步骤：

步骤S101：分别统计预设个数的周期内的各个位次灰阶的输出时间总和，进入步骤S102；

步骤S102：以该预设个数为等分数、分别对各个位次灰阶的输出时间总和进行等分，进入步骤S103；

步骤S103：分别判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值，若否，则进入步骤S104，若是，则进入步骤S105；

步骤S104：以用所述预设个数等分后的输出时间作为该灰阶的单次输出时间进行扫描输出；

步骤S105：寻求最佳等分数，使得该灰阶对应的输出时间总和用该最佳等分数等分后不小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该最佳等分数加1后的值等分后小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值，进入步骤S106；

步骤S106：以用该最佳等份数等份后的输出时间作为该灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

根据本实施例中的方案，是将预设个数个周期的扫描统筹起来，对于输出时间满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的灰阶，进行正常输出，而对于输出时间低于驱动芯片的最小输出脉冲门限值的灰阶，将其合并在一起进行扫描输出，使得能够满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的需求，灰阶合并扫描后会节省下来数据传输时间的开销，从而使得扫描频率比常规的扫描方式更优，亮度效率有所提高，且能够不影响实际的最小输出时间。

以下就其中一个具体的灰阶扫描输出过程进行详细说明。

假设统计N个周期的各个位次灰阶的输出时间，如前所述，对于K次灰阶的输出需要传输数据K次，以T表示最小输出脉冲宽度，那么，分别对于2⁰、2¹……2^K……2^n-1、2ⁿ次灰阶而言，其在一个周期内的输出时间分别为2⁰*T、2¹*T……2^K*T……2^n-1*T、2ⁿ*T，N个周期的输出时间就分别为2⁰*T*N、2¹*T*N……2^K*T*N……2^n-1*T*N、2ⁿ*T*N，分别用各个位次灰阶的N个周期内的输出时间的总和作为一个圆的圆周长，从而各个位次灰阶的输出时间总和组成了半径成2倍增长的同心圆。以4个灰阶为例，其组成的同心圆如图3所示。

然后用N分别对各位次灰阶的输出时间的总和按常规进行等分，即对各圆周长进行N等分，通过上述圆周长的计算方式，以K次灰阶而言，其在N个周期内的输出时间总和为2^K*T*N，在进行N等分后为2^K*T，这实际上就是该K次灰阶在一个周期内的输出时间，将该等分后的值与驱动芯片的最小输出脉冲门限值进行比较：

如果等分后的输出时间大于或者等于驱动芯片的最小输出脉冲门限值，则将该等分后的输出时间作为该位次灰阶的单次输出时间，相当于不改变该位次灰阶的输出时间，该位次灰阶可以直接通过驱动芯片进行扫描输出；

如果等分后的输出时间小于或者等于驱动芯片的最小输出脉冲门限值，则说明该位次灰阶的输出时间达不到驱动芯片的最小输出脉冲门限值，如果直接进行输出有可能会损坏驱动芯片，因此，需要寻找一个最佳正整数M，即最佳等分数M，使得用该位次灰阶在N个周期内的输出时间总和(即对应的圆周长)除以M后得到的值大于或者等于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该输出时间总和除以M+1后得到的值小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值，并将该输出时间总和除以M后得到的值作为该位次灰阶的单次输出时间，即将多个该位次灰阶合并在一起进行输出，从而可以得到最优的扫描频率。

以图3中所示的示例为例，示例中以N＝4、进行4等分进行说明，由于进行4等分，可以是将4个低位次灰阶合并在一起进行输出，因此其可以达到常规方式下最小输出时间等于1/4驱动芯片的最小输出脉冲门限值的扫描频率，通过对低灰阶扫描的方式，可以节省下来数据传输的开销，采用该方式得到的扫描频率也比常规的方式更优，亮度效率也有所提高。

在进行上述的设定之后，在具体进行扫描输出时，具体的扫描输出顺序或者方式可以依据不同的考虑因素进行设定。

以n＝3为例，其相应的灰阶为2⁰＝1、2¹＝2、2²＝4、2³＝8，假设驱动芯片的门限值为2，设定N＝2，那么，经过统计以及分析判断过程之后，可以得知2、4、8次灰阶可以直接通过驱动芯片，而1次灰阶需要进行合并输出，经寻求可以得知，在M＝1的情况下可以满足此情况，即将两个1次灰阶合并在一次进行一次输出，在进行输出时，可以是8、4、2、8、4、2、2，最后的2是将两个1次灰阶合并在一起输出的值，或者以自高次位阶至低次位阶、再从低次位阶至高次位阶的输出为例，原本的输出方式为8、4、2、1、1、2、4、8，由于将两个1进行了合并，从而输出时变化为8、4、2、2、2、4、8，中间的2是将两个1次灰阶合并在一起进行输出的值，具体的扫描输出顺序的设定方式在此不予赘述。

此外，在对N进行设置时，根据具体情况的不同，可以进行不同的设定，在此不予赘述。

根据上述本发明的灰阶扫描输出方法，本发明还提供一种灰阶扫描输出装置，其包括：

统计单元201，用于分别统计预设个数的周期内的各个位次灰阶的输出时间总和；

等分单元202，以所述预设个数为等分数、分别对各个位次灰阶的输出时间总和进行等分；

比较单元203，用于分别判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

最佳等分数单元204，用于在比较单元203的判定结果为是时，寻求最佳等分数，使得该灰阶对应的输出时间总和用该最佳等分数等分后不小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该最佳等分数加1后的值等分后小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

灰阶输出单元205，用于以所述最佳等分数等分后的输出时间为与该最佳等分数对应的灰阶的单次输出时间进行扫描输出，还用于在比较单元203的判断结果为否时，以所述预设个数等分后的输出时间为其对应的灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

根据本实施例中的方案，是将预设个数个周期的扫描统筹起来，对于输出时间满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的灰阶，进行正常输出，而对于输出时间低于驱动芯片的最小输出脉冲门限值的灰阶，将其合并在一起进行扫描输出，使得能够满足驱动芯片的最小输出脉冲门限值的需求，灰阶合并扫描后会节省下来数据传输时间的开销，从而使得扫描频率比常规的扫描方式更优，亮度效率有所提高，且能够不影响实际的最小输出时间。

其中，所述灰阶输出单元205在进行扫描输出时，可以是采用自高位灰阶至低位灰阶、然后再自低位灰阶至高位灰阶的方式输出，还可以是采用其他的顺序方式进行输出，在此不予赘述。

本发明的灰阶扫描输出装置的输出时间总和的统计、等分、分析判断、以及最佳等分数等特征的具体实现方式可参见上述本发明的灰阶扫描输出方法所述，在此不予赘述。

以上所述的本发明实施方式，仅仅是对本发明的最佳实施方式的说明，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种灰阶扫描输出方法，其特征在于，包括步骤：

分别统计预设个数的周期内的各个位次灰阶的输出时间总和，并以该预设个数为等分数、分别对各个位次灰阶的输出时间总和进行等分；

分别判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

若是，寻求最佳等分数，使得该灰阶对应的输出时间总和用该最佳等分数等分后大于或者等于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该最佳等分数加1后的值等分后小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值，并以用该最佳等分数等分后的输出时间为该灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

2.根据权利要求1所述的灰阶扫描输出方法，其特征在于，还包括，当所述判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值的判断结果为否时，以用所述预设个数等分后的输出时间为该灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

3.根据权利要求1或2所述的灰阶扫描输出方法，其特征在于，还包括：在进行扫描输出时，采用自高位灰阶至低位灰阶、然后再自低位灰阶至高位灰阶的方式输出。

4.一种灰阶扫描输出装置，其特征在于，包括：

统计单元，用于分别统计预设个数的周期内的各个位次灰阶的输出时间总和；

等分单元，以所述预设个数为等分数、分别对各个位次灰阶的输出时间总和进行等分；

比较单元，用于分别判断各个位次灰阶等分后的输出时间是否小于驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

最佳等分数单元，用于在所述比较单元的判定结果为是时，寻求最佳等分数，使得该灰阶对应的输出时间总和用该最佳等分数等分后大于或者等于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值、且用该最佳等分数加1后的值等分后小于所述驱动芯片的最小输出脉冲门限值；

灰阶输出单元，用于以所述该最佳等分数等分后的输出时间为与该最佳等分数对应的灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

5.根据权利要求4所述的灰阶扫描输出装置，其特征在于，所述灰阶输出单元，还用于在所述比较单元的判断结果为否时，以用所述预设个数等分后的输出时间为对应的灰阶的单次输出时间进行扫描输出。

6.根据权利要求4或5所述的灰阶扫描输出装置，其特征在于，所述灰阶输出单元在进行扫描输出时，采用自高位灰阶至低位灰阶、然后再自低位灰阶至高位灰阶的方式输出。

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