CN103474001B

CN103474001B - 提高视觉分辨率的计算方法以及最优像素排列结构模块

Info

Publication number: CN103474001B
Application number: CN201310395770.6A
Authority: CN
Inventors: 戴栋
Original assignee: SHAOXING SHIHE OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Huzhou Daye Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: CN103474001A

Abstract

一种提高视觉分辨率的像素排列结构的计算方法，包括以下步骤：在每个颜色的物理像素点；将相邻的物理像素点的中心点用直线连接，使得抽象的像素点的中心点均落在直线构成的网格上；抽取任意一种颜色的物理像素点X，该些像素点的中点落在网格上，以任意一个像素点X作为中心像素点，在其周围寻找一个由其他像素点中心所形成的最大面积的多边形；定义优势像素到中心像素距离的平均值，称为视觉分辨度VR；本发明还提供了一种根据上述计算方法得到的像素排列结构。此种排列结构使得显示器合成的图像分辨率大大增加，提高了人眼对显示器的感官效果；同时，显示器的成像亮度均匀，不会对人眼产生强烈的刺激与伤害。

Description

提高视觉分辨率的计算方法以及最优像素排列结构模块

技术领域

本发明涉及LED显示屏技术，特别涉及一种提高视觉分辨率的计算方法以及最优像素排列结构模块。

背景技术

在LED显示屏产品中，是由LED点阵组成，特别是全彩LED显示屏，成本主要来自于LED灯，全彩LED显示屏亦是如此。而传统方法中，在LED显示屏是由LED点阵组成，藉由红，绿，蓝三色资料码搭配著红、绿、蓝三色灯让显示器重建影像，最终显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换。

显示器上面各种基本颜色像素所发出的光线被人眼分别所感知，从而形成彩色图像。各个基本颜色在人眼中所形成的单个图像的分辨率越高，所合成的彩色图像的分辨率也随之更高。

显示器由于材料、工艺、应用等局限，像素之间的点距都是固定的，我们把这种相邻像素的物理点距用PR来表示，它代表的是显示器的物理分辨度。比如，如附图3所示的RGB的LCD面板上三种颜色的排列，PR代表着相邻点之间的物理距离，现有的显示器的纵向像素点之间距离都很近，即PR很小，这样就导致显示器的分辨率增强，然而横向像素点之间距离都很远，即PR很大，就导致显示器的分辨率减弱，这样就使得整体分辨率减弱，同时，不同颜色的像素点没有根据一定的规律进行排布，使得显示画面的成像亮度也不均匀，也会造成显示装置的感官效果低下，分辨率随之减弱。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明提供了一种提高视觉分辨率的计算方法以及最优像素排列结构模块。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高视觉分辨率的像素排列结构的计算方法，包括以下步骤：

(a)在由不同颜色的像素点组成的像素排列结构中，对于所有颜色的物理像素点，取其中心点作为其抽象点；

(b)将相邻物理像素点的抽象点用直线连接，使得像素点的抽象点均落在直线构成的网格上；

(c)定义相邻的像素点之间的物理距离为PR，PR即表示为像素排列结构中物理距离的最小单元；

(d)抽取任意一种颜色的物理像素点X，该些像素点的中心点落在网格上，以任意一个像素点X作为中心像素点，在其周围寻找一个由其他像素点中心点D所形成的最大面积的多边形；

(e)由(d)得到的多边形需要满足以下条件：

(1)多边形由其他与中心像素点颜色相同的像素点组成，多边形的边围绕着中心像素点；

(2)除去构成多边形的像素点，其他同种颜色的像素点中心到中心像素点的直线必然穿过多边形；

(3)如果有多个多边形满足条件(1)和(2)，取其中面积最大的，

满足上述条件的多边形称为优势多边形，组成其的像素点，称为优势像素点；

(f)定义优势像素到中心像素距离的平均值，称为视觉分辨度VR，所述优势像素点可用D1、D2...Dn表示，中心像素点为D，D1、D2...Dn的中心点分别到D的中心点之间的距离用S_D1D、S_D2D...S_DnD,则VR＝(S_D1D+S_D2D+...+S_DnD)/n。

根据上述提高视觉分辨率的像素排列结构的计算方法提出了一种提高视觉分辨率的像素排列结构模块，该像素排列结构模块中VR最小值，即视觉感知分辨率最优，其结构如下：所述的结构模块包括四种颜色像素点，不同颜色的四个像素点组成一个像素单元，其中一个像素点Y设置在像素单元的左上方，其他的三种颜色分别位于像素单元的左下角、右上角以及左下角，该些像素单元竖向依次排开、横向错行排开。

优选地，四个像素点包括红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X像素点，所述像素点Y为红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X像素点中的任一种。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明的提高视觉分辨率的计算方法以及最优像素排列结构模块，计算出最优像素排列结构模块，优化了其像素点以及像素单元的排列结构，此种排列结构使得显示器合成的图像分辨率大大增加，提高了人眼对显示器的感官效果；同时，显示器的成像亮度均匀，不会对人眼产生强烈的刺激与伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的结构图；

图2为图1中任意一种颜色的像素的中心像素点与优势像素点之间的距离表示示意图；

图3为像素颜色产生流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

(a)在由不同颜色组成的像素点的像素排列结构中，对于所有颜色的物理像素点，取其中心点作为其抽象点；

(c)请参照附图2，定义相邻的像素点之间的物理距离为PR，PR即表示为像素排列结构中物理距离的最小单元；

(e)由(d)得到的多边形需要满足以下条件：

(2)除去构成多边形的像素点，其他同种颜色的像素点中心点D到中心像素点的直线必然穿过多边形；

(3)如果有多个多边形满足条件(1)和(2)，取其中面积最大的，

请参照附图1的具体实施例，其任意一种颜色像素的视觉分辨度本实施例的视觉分辨度为最小，即同种像素点之间的平均距离最小，也就是按照此种最小分辨率实施的像素排列结构模块视觉分辨率最高。

根据上述提高视觉分辨率的像素排列结构的计算方法提出了一种提高视觉分辨率的像素排列结构模块，也就是附图1、2的具体实施方式，该像素排列结构模块中为VR最小值，即视觉感知分辨率最优，其结构如下：所述的结构模块包括四种颜色像素点，所述不同颜色的四个像素点组成一个像素单元，其中一个像素点Y，像素点Y设置在像素单元的左上方，其他的三种颜色分别位于像素单元的左下角、右上角以及左下角，该些像素单元竖向依次排开、横向错行排开；四个像素点包括红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X像素点，所述像素点Y为红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X像素点中的任一种。

下面介绍本发明LED像素颜色产生计算机理：

请参照附图3，其产生的步骤为：将原始图像数据R,G,B分量提取；新色彩R,G,B分量的转化；第四色彩分量X色彩值的产生；新图像数据输出到新型像素结构的LED显示屏。

设定输入视频信号的分辨率为M x N。得到每一帧画面的分辨率为M x N。即每一帧输入画面有M x N个像素构成，每个像素由红色子像素R_in，绿色子像素G_in，蓝色子像素B_in组成。

新得到的RGBX结构显示屏的红R，绿G，蓝B和其他任意颜色(X)计算步骤如下：

(1)计算第一帧画面的M x N个红R，绿G，蓝B像素的平均灰阶值得到：

第一帧画面的M x N个红R像素的平均灰阶值：

第二帧画面的M x N个红R像素的平均灰阶值：

第X帧画面的M x N个红R像素的平均灰阶值：

第一帧画面的M x N个绿G像素的平均灰阶值：

第二帧画面的M x N个绿G像素的平均灰阶值：

第X帧画面的M x N个绿G像素的平均灰阶值：

第一帧画面的M x N个蓝B像素的平均灰阶值：

第二帧画面的M x N个蓝B像素的平均灰阶值：

第X帧画面的M x N个蓝B像素的平均灰阶值：

(2)定义输入图像第一帧像素红R从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

R_1in1，R_1in2，...R_1inM×N

第二帧像素红R从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

R_2in1，R_2in2，...R_2inM×N

第X帧像素红R从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

R_Xin1，R_Xin2，...R_XinM×N

定义输入图像第一帧像素率G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

G_1in1,G_1in2，...G_1inM×N

第二帧像素红G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

G_2in1,G_2in2,...G_2inM×N

第X帧像素红G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

G_xin1,G_xin2,...G_xinM×N

定义输入图像第一帧像素率B从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

B_1in1,B_1in2,...B_1inM×N

第二帧像素红G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

B_2in1,B_2in2,...B_2inM×N

第X帧像素红G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

B_xin1,B_xin2,....B_xinM×N

(3)定义色彩转换后图像输出第一帧像素红R从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

R_1out1,R_1out2，...R_1outM×N

第二帧像素红R从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

R_2out1，R_2out2，...R_2outM×N

第X帧像素红R从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

R_Xout1，R_Xout2，...R_XoutM×N

定义色彩转换后图像输出第一帧像素绿G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

G_1out1,G_1out2,...G_1outM×N

第二帧像素绿G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

G_2out1,G_2out2,...G_2outM×N

第X帧像素绿G从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

G_xout1,G_xout2,...G_xoutM×N

定义色彩转换后图像输出第一帧像素蓝B从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

B_1out1,B_1out2,...B_1outM×N

第二帧像素蓝B从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

B_2out1,B_2out2,...B_2outM×N

第X帧像素蓝B从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

B_xout1,B_xout2,...B_xoutM×N

定义色彩转换后图像输出第一帧任意第四种像素(X)从第一个像素到第MxN个像素数据表示为：

X_1out1,X_1out2,...X_1outM×N

第二帧任意第四种像素(X)从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

X_2out1,X_2out2,...X_2outM×N

第X帧任意第四种像素(X)从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

X_xout1,X_xout2,...X_xoutM×N

(4)定义第一帧的色彩系数

第二帧的色彩系数：

第X帧色彩系数：

由本发明的计算得到的新型结构需要提供红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X的色彩灰度值。由原始输入图像的3基色即红色R、绿色G、蓝色B灰度值，由以上计算方法得到所需的红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X的色彩灰度值。

视频图像是由一帧一帧图像组成，每一帧图像是由每个像素组成。以设定输入视频信号的分辨率为M x N。得到每一帧画面的分辨率为M x N。即每一帧输入画面有M x N个像素构成，每个像素由红色子像素R_in，绿色子像素G_in，蓝色子像素B_in组成。新计算到的输出图像每一帧的像素点同样为M x N个，每个像素有四种色彩子像素组成，即红色像素R_out，绿色子像素G_out，蓝色子像素B_out以及任意第四种色彩子像素X_out。

其中红色R子像素的灰阶值计算如下：

第X帧红色R子像素从第一个像素到第M x N个像素灰阶值的计算为：

绿色G子像素的灰阶值计算如下：

第X帧绿色R子像素从第一个像素到第M x N个像素灰阶值的计算为：

蓝色B子像素的灰阶值计算如下：

第X帧蓝色B子像素从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

任意第四种色彩(X)子像素的灰阶值计算如下：

第X帧任意第四种色彩(X)子像素从第一个像素到第M x N个像素数据表示为：

从以上计算公式可以得到四色输出像素点的灰阶值。即第一帧第一个像素点由R_1out1，G_1out1，B_1out1，X_1out1组成，第一帧第二个像素点由R_1out2，G_1out2，B_1out2，X_1out2组成。以此类推第X帧第X个像素点由R_XoutX，G_XoutX，B_XoutX，X_XoutX组成。由此可以得到完整的映射到新型结构LED显示屏的视频数据。

综合上述本发明的原理可知，本发明的提高视觉分辨率的计算方法以及最优像素排列结构模块，计算出最优像素排列结构模块，优化了其像素点以及像素单元的排列结构，此种排列结构使得显示器合成的图像分辨率大大增加，提高了人眼对显示器的感官效果；同时，显示器的成像亮度均匀，不会对人眼产生强烈的刺激与伤害。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种提高视觉分辨率的像素排列结构的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(d)抽取任意一种颜色的物理像素点X，该些像素点的中心点落在网格上，以任意一个像素点X作为中心像素点，在其周围寻找一个由其他像素点中心所形成的最大面积的多边形；

(e)由(d)得到的多边形需要满足以下条件：

(3)如果有多个多边形满足条件(1)和(2)，取其中面积最大的，

2.一种提高视觉分辨率的像素排列结构模块，根据权利要求1所述的提高视觉分辨率的像素排列结构的计算方法计算得到所实施，其特征在于，该像素排列结构模块VR最小，即视觉感知分辨率最优，所述的结构模块包括四种颜色像素点，不同颜色的四个像素点组成一个像素单元，其中一个像素点Y设置在像素单元的左上方，其他的三种颜色分别位于像素单元的左下角、右上角以及左下角，该些像素单元竖向依次排开、横向错行排开。

3.如权利要求2所述的一种提高视觉分辨率的像素排列结构模块，其特征在于，四个像素点包括红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X像素点，所述像素点Y为红色R、绿色G、蓝色B、任意第四种颜色X像素点中的任一种。