CN105575314B - 一种灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置 - Google Patents

一种灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置，所述灰阶处理方法包括：将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，其中A＝M+N，A、M和N均为正整数；对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据，简化灰阶亮度转换以及亮度灰阶转换时的查找表大小，节省了运算时的硬件电路资源，降低了功耗。

Description

一种灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置。
背景技术
分辨率是显示器领域的一个重要指标。传统的显示器包括各种方式排列的像素，每个像素又包括按照一定顺序排列的多个子像素，如红、绿、蓝子像素等。每个像素通过由多个子像素组合显示不同的颜色。传统显示器的分辨率取决于子像素的排列密度。然而现有的显示技术中，由于面板制造工艺的能力局限了显示面板中每一子像素的最小布局面积。为了提高显示器的分辨率，需要增加显示屏幕上的子像素数量。但是由于制作工艺的限制，当显示屏幕上的子像素数量达到一定程度之后，难以持续增加，者导致显示器的分辨率难以继续提升。
因此，现有技术中往往需要在低分辨率的显示器上显示高分辨率的数字图像。子像素渲染(Sub Pixel Rendering，SPR)技术是指将低像素密度(Pixels Per Inch，PPI)产品通过合理排布子像素，并结合一定的算法，达到高PPI的显示效果。SPR算法是对共用子像素的亮度再分配来欺骗人眼达到高PPI的显示效果，通过实时地将输入的图像显示数据转化成适用于SPR显示面板显示的数据。
在现有显示系统中，图像数据都是以数字灰阶的形式表示的，而SPR技术的核心是对亮度的重分配，由于灰阶与亮度并不是线性关系，同时又要兼顾硬件实现的可行性与实时性，电路上通常采用查表的方式进行灰阶与亮度之间的相互转换，但传统的SPR技术中所使用的表格通常很大，因此占用硬件资源多。
发明内容
本发明实施例提供一种灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置，以实现简化SPR运算中的表格，节省运算时的硬件电路资源，降低功耗。
第一方面，本发明实施例提供了一种灰阶处理方法，包括：
将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，其中A＝M+N，A、M和N均为正整数；
对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
第二方面，本发明实施例还提供一种灰阶处理装置，包括：
数据划分模块，用于将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，其中A＝M+N，A、M和N均为正整数；
转换模块，用于对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
合成模块，用于根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
第三方面，本发明实施例还提供一种显示装置，包括第二方面所述的灰阶处理装置。
本发明实施例提供的灰阶处理方法、灰阶处理装置及显示装置，先将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据；对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；然后根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据，因此在低分辨率的显示器上显示高分辨率的数字图像时，降低了SPR运算中所要查找的表格大小，因此可以节省运算时的硬件电路资源，降低功耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种灰阶处理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的灰阶处理方法的原理示意图；
图3为本发明实施例提供给的又一种灰阶处理方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的亮度重配方法原理示意图；
图5为本发明实施例中灰阶和亮度对应关系与现有技术中灰阶和亮度的对应关系的对比图；
图6为本发明实施例提供的又一种灰阶处理方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种灰阶处理装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种灰阶处理方法的流程示意图，如图1所示，灰阶处理方法包括：
S110、将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据。
其中，A＝M+N，A、M和N均为正整数。图2为本发明实施例提供的灰阶处理方法的原理示意图。参见图2，本实施例在进行子像素渲染SPR之前，先将A位原始灰阶数据10分为M位高位元灰阶数据11和N位低位元灰阶数据12。A表示原始灰阶数据10的位宽，M表示高位元灰阶数据11的位宽，N表示低位元灰阶数据12的位宽。
S120、对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据。
如图2所示，所述灰阶处理方法使用原始灰阶数据位数缩减和亮度重配的方式归类处理。在操作S110将A位原始灰阶数据10分为M位高位元灰阶数据11和N位低位元灰阶数据12之后，保留N位低位元灰阶数据12，仅将M位高位元灰阶数据11进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值111。然后对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值111进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值112，再将所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值112进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据113。
S130、根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
继续参见图2，在将M位高位元灰阶数据11依次进行灰阶亮度转换、亮度重配以及亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据113之后，再加入N位低位元灰阶数据12，进行插值回补，并生成显示数据13。
本发明实施例通过将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，相当于将进行灰阶亮度转换、亮度重配以及亮度灰阶转换的灰阶数据的位宽进行了缩减，因此可以降低灰阶亮度以及亮度灰阶过程中的所要查找表的大小，节省了查表时间。本实施例所述方法相当于将A位原始灰阶数据中的M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据进行分离处理，M位高位元灰阶数据对应A位原始灰阶数据中的主要信息，处理后仍保留了A位原始灰阶数据的主要信息，分离的N位低位元灰阶数据则主要包括A位原始灰阶数据的细节，插值回补后便可以恢复A位原始灰阶数据的完整性，因此本发明在保证转换精度的同时，由于减小了查找表的大小，节省了查表时间，因此大大节省了硬件电路的资源，减少了功耗。
图3为本发明实施例提供给的又一种灰阶处理方法的流程示意图，如图3所示，所述方法包括：
S210、将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据。
其中A＝M+N，A、M和N均为正整数。将A位原始灰阶数据记为Gray[A:1]，M位高位元灰阶数据记为Gray[A:N+1]，N位低位元灰阶数据记为Gray[N:1]。
S220、根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值。
其中，LV为M位高位元灰阶数据对应亮度值；C为归一化亮度常数；Gray[A:N+1]为M位高位元灰阶数据；γ为指数常数。
传统的灰阶与亮度的关系如下：其中Gray[A:1]为A位原始灰阶数据，lV为A位原始灰阶数据对应亮度值。以8位原始灰阶数据为例，共有0-255共256个灰阶，示例性的取γ＝2.2。8位原始灰阶数据Gray[8:1]与亮度lV的对应关系如表1所示，为避免浮点运算，取C＝131071，将8位原始灰阶数据Gray[8:1]和亮度lV都用整数表示。表1为满足8位原始灰阶数据Gray[8:1]和亮度lV一一对应的最小表格。
表1：8位原始灰阶数据Gray[8:1]与亮度lV的对应关系
Gray[8:1] 1v 化整
0 0 0
1 0.000005C 1
2 0.000023C 3
3 0.000057C 7
4 0.000107C 14
5 0.000175C 23
… … …
253 0.989826C 128820
254 0.991393C 129943
255 C 131071
由表1可知，lV的位宽m可通过下列运算获得：
131071＝217-1→lV[17:1]→m＝17
参见表1可知，在进行灰阶向亮度的转换时，每一张灰阶到亮度的查找表有256个表项，每个表项包含17位数据，即每一张灰阶到亮度的查找表的大小为：256*17＝4352。类似的，在进行亮度到灰阶的转换时，每一张亮度到灰阶的查找表有131072(即217)个表项，每个表项包含8位数据，即每一张亮度到灰阶的查找表的大小为：131072*8＝1048576。
在实际的显示器显示驱动过程，为保证处理速度，通常会进行多路并行运算，即每一时刻同时处理连续的多个像素，而每个像素一般包含R(红)G(绿)B(蓝)三个色阶通道。因此上述灰阶到亮度的查找表以及亮度到灰阶的查找表都需要复制多份。每一个灰阶通道需要对应一对查找表(灰阶到亮度的查找表和亮度到灰阶的查找表)，以4个像素并行处理为例，至少需要12对查找表。因此上述处理对于显示器的硬件资源消耗非常大，并且功耗也会随之增大。
操作S220的目的在于保证运算精度和速度的前提下，简化查找表。在操作S210将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]和N位低位元灰阶数据Gray[N:1]之后，根据公式对M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值LV。同样以8位原始灰阶数据为例(即A＝8)，将8位原始灰阶数据分为6位高位元灰阶数据Gray[8:3]和2位低位元灰阶数据Gray[2:1]。将6位高位元灰阶数据Gray[8:3]带入公式可得6位高位元灰阶数据Gray[8:3]与6位高位元灰阶数据对应亮度值LV的对应关系，如表2所示。
表2：6位高位元灰阶数据Gray[8:3]与6位高位元灰阶数据对应亮度值LV的对应关系(C＝8191)
Gray[8:3] Lv 化整
0 0 0
1 0.0001C 1
2 0.0005C 4
3 0.0012C 10
4 0.0023C 19
5 0.0038C 31
… … …
61 0.9315C 7630
62 0.9654C 7908
63 C 8191
由表2可知，6位高位元灰阶数据对应亮度值LV的位宽i可通过下列运算获得：
8191＝213-1→LV[13:1]→i＝13
参见表2可知，本实施例通过将8位原始灰阶数据缩减获得6位高位元灰阶数据Gray[8:3]后，再将6位高位元灰阶数据Gray[8:3]输入进行灰阶到亮度的转换，使得在进行灰阶向亮度的转换时，每一张灰阶到亮度的查找表有64个表项，每个表项包含13位数据，即每一张灰阶到亮度的查找表的大小为：64*13＝832。与传统的直接使用8位原始灰阶数据进行灰阶到亮度转换所需要的查找表的大小为256*17＝4352相比，本实施例提供的灰阶到亮度转换的查找表大小大约减小为原来的(即)。
S230、根据显示面板子像素排布规则以及预设子像素渲染规则将所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值。
在步骤S220将M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值之后，具体根据显示器的显示面板子像素排布规则以及预设子像素渲染规则将所述M位高位元灰阶数据对应亮度值LV进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇。子像素渲染SPR规则主要是建立显示面板子像素排布与显示图像中各子像素之间的空间及亮度的映射关系，该映射关系主要由显示面板子像素排布规则以及预设子像素渲染规则决定。
图4为本发明实施例提供的亮度重配方法原理示意图。参见图4，显示图像像素P1，P2和P3均包括3个子像素。显示图像像素P1包括子像素P1R、子像素P1G和子像素P1B；显示图像像素P2包括子像素P2R、子像素P2G和子像素P2B；显示图像像素P3包括子像素P3R、子像素P3G和子像素P3B。显示面板像素Q1和Q2均包括3个子像素。显示面板像素Q1包括子像素Q1R、子像素Q1G和子像素Q1B；显示面板像素Q2包括子像素Q2R、子像素Q2G和子像素Q2B。本实施例示例性的用显示面板中的2个像素显示显示图像中的3个像素，从而实现在低分辨率的显示面板上显示高分辨率的数字图像。参见图4，显示面板每个像素的子像素的亮度可以由下列公式获得：
LV＇＝f(LV1，LV2)
其中，LV＇表示显示面板中一子像素的亮度值(即经亮度重配后对应亮度重配值)，LV1和LV2分别为显示图像中一子像素的亮度值(即亮度重配前对应亮度值)，且LV＇、LV1和LV2对应的子像素颜色相同，f()表示子像素渲染规则。显示面板中一子像素在亮度重配过程中共用显示图像中子像素的数量主要由显示面板子像素排布规则决定。示例性的图4设置显示面板中一子像素在亮度重配过程中共用2个显示图像中的子像素。具体的，经亮度重配后显示面板子像素Q1R的亮度LV＇(Q1R)＝a×LV(P1R)+b×LV(P2R)；经亮度重配后显示面板子像素Q2G的亮度LV＇(Q1G)＝a×LV(P1G)+b×LV(P2G)；经亮度重配后显示面板子像素Q1B的亮度LV＇(Q1B)＝a×LV(P1B)+b×LV(P2B)；经亮度重配后显示面板子像素Q2R的亮度LV＇(Q2R)＝a×LV(P2R)+b×LV(P3R)；经亮度重配后显示面板子像素Q2G的亮度LV＇(Q2G)＝a×LV(P2G)+b×LV(P3G)；经亮度重配后显示面板子像素Q2B的亮度LV＇(Q2B)＝a×LV(P2B)+b×LV(P3B)。其中上述各公式中的a和b为权重参数，且a+b＝1。
S240、根据公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据。
讲过步骤S240将所述M位高位元灰阶数据对应亮度值LV进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇之后，将M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇带入公式中，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇。
仍然以8位原始灰阶数据为例，将8位原始灰阶数据分为6位高位元灰阶数据Gray[8:3]和2位低位元灰阶数据Gray[2:1]。6位高位元灰阶数据Gray[8:3]经公式进行灰阶亮度转化成6位高位元灰阶数据对应亮度值LV，然后6位高位元灰阶数据对应亮度值LV经亮度重配获得6位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇后，将6位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇带入公式进行亮度到灰阶的转换，使得在进行亮度向灰阶的转换时，每一张亮度到灰阶的查找表有8192(213)个表项，每个表项包含6位数据，即每一张亮度到灰阶的查找表的大小为：8192*6＝49152。相比于传统的直接使用8位原始灰阶数据依次进行灰阶到亮度转换、亮度重配以及亮度灰阶转换，在进行亮度到灰阶的转换时所需要的查找表的大小为8192*6＝49152相比，本实施例提供的亮度到灰阶转换的查找表大小大约减小为原来的(即)。
S250、根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
该步骤将M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇加入N位低位元灰阶数据Gray[N:1]，进行插值回补，生成显示数据。
本实施例通过将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，通过M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据分离处理的方式，缩减了灰阶到亮度转换以及亮度到灰阶转换的查找表的大小，节省了查表时间。最后再通过将N位低位元灰阶数据插值回补，恢复原始数据的完整性。在保证灰阶和亮度的非线性关系不被改变且兼顾转换精准度的同时，节省了硬件电路资源，降低了功耗。
可选的，可以通过具体设置归一化亮度常数C的数值，使M位高位元灰阶数据对应亮度值LV与M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]呈一一映射，使M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇与M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇呈一一映射。
图5为本发明实施例中灰阶和亮度对应关系与现有技术中灰阶和亮度的对应关系的对比图。参见图5可知，本发明实施例提供的灰阶处理方法不会改变灰阶与亮度的非线性关系。本实施例所述方法相当于将A位原始灰阶数据中的M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据进行分离处理，M位高位元灰阶数据对应A位原始灰阶数据中的主要信息，处理后仍保留了A位原始灰阶数据的主要信息，分离的N位低位元灰阶数据则主要包括A位原始灰阶数据的细节，插值回补后便可以恢复A位原始灰阶数据的完整性。因此可以保证灰阶到亮度以及亮度到灰阶转换的转换精度。
图6为本发明实施例提供的又一种灰阶处理方法的流程示意图，如图6所示，所述方法包括：
S310、将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据。
其中，A＝M+N，A、M和N均为正整数。
S320、根据所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分确定所述归一化亮度常数C，根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，使至少两个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与一个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分对应。
考虑到M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的低阶部分经灰阶到亮度的转换后其亮度比较低，肉眼基本区分不出相连灰阶对应的亮度值，因此可以通过调整归一化亮度常数C，然后根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，使至少两个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与一个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分对应。仍然以8位原始灰阶数据为例，将8位原始灰阶数据分为6位高位元灰阶数据Gray[8:3]和2位低位元灰阶数据Gray[2:1]。参见表1，当归一化亮度常数C＝8191时，6位高位元灰阶数据对应亮度值LV与6位高位元灰阶数据Gray[8:3]呈一一映射。本实施例根据6位高位元灰阶数据Gray[8:3]的预设低阶部分Gray取值范围为(0～5)确定归一化亮度常数C＝1023得到灰阶到亮度的查找表表3：
表3：6位高位元灰阶数据Gray[8:3]与6位高位元灰阶数据对应亮度值LV的对应关系(C＝1023)
Gray[8:3] Lv 化整
0 0 0
1 0.0001C 0
2 0.0005C 1
3 0.0012C 1
4 0.0023C 2
5 0.0038C 4
… … …
61 0.9315C 953
62 0.9654C 988
63 C 1023
参见表3，6位高位元灰阶数据对应亮度值LV的位宽s可通过下列运算获得：
1023＝210-1→LV[10:1]→s＝10
因此，由表3可知，每一灰阶到亮度的查找表有64个表项，每个表项包含10位数据，即每一张灰阶到亮度的查找表的大小为：64*10＝640。与表1相比，本实施例提供的方法进一步减小了灰阶到亮度的查找表的大小。与传统的直接使用8位原始灰阶数据进行灰阶到亮度转换所需要的查找表的大小为256*17＝4352相比，本实施例提供的灰阶到亮度转换的查找表大小大约减小为原来的(即)。
S330、将所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分呈线性映射。
由于归一化亮度常数C的减小，一方面减小了灰阶到亮度转换的查找表大小，但另一方面也会导致M位高位元灰阶数据的预设低阶部分转换后的亮度值LV与灰阶值不是一一对应的关系。参见表4，将所述6位高位元灰阶数据Gray[8:3]的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述6位高位元灰阶数据Gray[8:3]的预设低阶部分转换后的亮度值与所述6位高位元灰阶数据Gray[8:3]的预设低阶部分呈线性映射。
表4：修正处理后6位高位元灰阶数据Gray[8:3]与6位高位元灰阶数据对应亮度值LV的对应关系(C＝1023)
Gray[8:3] Lv 化整
0 0 0
1 0.0001C 1
2 0.0005C 2
3 0.0012C 3
4 0.0023C 4
5 0.0038C 5
… … …
61 0.9315C 953
62 0.9654C 988
63 C 1023
S340、对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据。
S350、根据所述公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据。
其中，每一亮度到灰阶的查找表有1024(210)个表项，每个表项包含6位数据，即每一张亮度到灰阶的查找表的大小为：1024*6＝6144。相比于传统的直接使用8位原始灰阶数据依次进行灰阶到亮度转换、亮度重配以及亮度灰阶转换，在进行亮度到灰阶的转换时所需要的查找表的大小为8192*6＝49152相比，本实施例提供的亮度到灰阶转换的查找表大小大约减小为原来的(即)。
S360、将所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分呈线性映射。
由于M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值与对应的灰阶值也不是一一对应的关系，所以需要将所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分呈线性映射。
S370、根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
本实施例提供的灰阶处理方法通过调整归一化亮度常数C的数值，以及对M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，进一步减小了灰阶到亮度的查找表的大小，减少了查表时间，降低了功耗。
需要说明的是，原始灰阶数据的位宽A可以根据实际显示器的处理器的配置进行设定，优选的，原始灰阶数据的位宽A可以是6、8或10中的任意一个。
本发明实施例还提供一种灰阶处理装置，图7为本发明实施例提供的一种灰阶处理装置的结构示意图，如图7所示，所述灰阶处理装置包括：
数据划分模块41，用于将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，其中A＝M+N，A、M和N均为正整数；
转换模块42，用于对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
合成模块43，用于根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
本发明实施例提供的灰阶处理装置通过将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，相当于将进行灰阶亮度转换、亮度重配以及亮度灰阶转换的灰阶数据的位宽进行了缩减，因此可以降低灰阶亮度以及亮度灰阶过程中的所要查找表的大小，节省了查表时间。本实施例相当于将A位原始灰阶数据中的M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据进行分离处理，M位高位元灰阶数据对应A位原始灰阶数据中的主要信息，处理后仍保留了A位原始灰阶数据的主要信息，分离的N位低位元灰阶数据则主要包括A位原始灰阶数据的细节，插值回补后便可以恢复A位原始灰阶数据的完整性，因此本发明在保证转换精度的同时，由于减小了查找表的大小，节省了查表时间，因此大大节省了硬件电路的资源，减少了功耗。
在上述实施例的基础上，可选的，转换模块42具体用于：根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值；
根据公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
其中，LV为M位高位元灰阶数据对应亮度值；C为归一化亮度常数；Gray[A:N+1]为M位高位元灰阶数据；γ为指数常数；LV＇为M位高位元灰阶数据对应亮度重配值；Gray[A:N+1]＇为M位高位元灰阶重配数据。
在上述实施例的基础上，可选的，所述M位高位元灰阶数据对应亮度值LV与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]呈一一映射；
所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇呈一一映射。
可选的，所述转换模块42还用于：
根据所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分确定所述归一化亮度常数C，根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，使至少两个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与一个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分对应；
将所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分呈线性映射；
根据所述公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
将所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分呈线性映射。
在上述实施例的基础上，可选的，所述转换模块42还用于：
根据显示面板子像素排布规则以及预设子像素渲染规则将所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值。
可选的，A为6、8或10中的任意一个。
本发明实施例还提供一种显示装置，图8为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，如图8所示，所述显示装置50包括灰阶处理装置51。其中，灰阶处理装置51为上述各实施所述的灰阶处理装置。需要说明的是，本发明实施例提供的显示装置50还可以包括其他用于支持其正常工作的电路及器件，上述的显示装置50可以为手机、平板电脑、电子纸、电子相框中的一种。
上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由权利要求的范围决定。

Claims (13)

1.一种灰阶处理方法，其特征在于，包括：
将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，其中A＝M+N，A、M和N均为正整数；
对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
2.根据权利要求1所述的灰阶处理方法，其特征在于，所述对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值包括：
根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值；
所述对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据包括：
根据公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
其中，LV为M位高位元灰阶数据对应亮度值；C为归一化亮度常数；Gray[A:N+1]为M位高位元灰阶数据；γ为指数常数；LV＇为M位高位元灰阶数据对应亮度重配值；Gray[A:N+1]＇为M位高位元灰阶重配数据。
3.根据权利要求2所述的灰阶处理方法，其特征在于，所述M位高位元灰阶数据对应亮度值LV与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]呈一一映射；
所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇呈一一映射。
4.根据权利要求2所述的灰阶处理方法，其特征在于，所述根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值包括：
根据所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分确定所述归一化亮度常数C，根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，使至少两个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与一个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分对应；
在所述根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值之后，还包括：
将所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分呈线性映射；
在所述根据所述公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据之后，还包括：
将所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分呈线性映射。
5.根据权利要求1所述的灰阶处理方法，其特征在于，所述对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，包括：
根据显示面板子像素排布规则以及预设子像素渲染规则将所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值。
6.根据权利要求1-5中任一所述的灰阶处理方法，其特征在于，A为6、8或10中的任意一个。
7.一种灰阶处理装置，其特征在于，包括：
数据划分模块，用于将A位原始灰阶数据分为M位高位元灰阶数据和N位低位元灰阶数据，其中A＝M+N，A、M和N均为正整数；
转换模块，用于对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，对所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值，以及对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
合成模块，用于根据所述M位高位元灰阶重配数据和所述N位低位元灰阶数据，生成显示数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转换模块具体用于：
根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值；
根据公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
其中，LV为M位高位元灰阶数据对应亮度值；C为归一化亮度常数；Gray[A:N+1]为M位高位元灰阶数据；γ为指数常数；LV＇为M位高位元灰阶数据对应亮度重配值；Gray[A:N+1]＇为M位高位元灰阶重配数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述M位高位元灰阶数据对应亮度值LV与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]呈一一映射；
所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值LV＇与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇呈一一映射。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转换模块还用于：
根据所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分确定所述归一化亮度常数C，根据公式对所述M位高位元灰阶数据进行灰阶亮度转换获得M位高位元灰阶数据对应亮度值，使至少两个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与一个所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分对应；
将所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶数据Gray[A:N+1]的预设低阶部分呈线性映射；
根据所述公式对所述M位高位元灰阶数据对应亮度重配值进行亮度灰阶转换获得M位高位元灰阶重配数据；
将所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值进行修正处理，使所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分转换后的亮度值与所述M位高位元灰阶重配数据Gray[A:N+1]＇的预设低阶部分呈线性映射。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转换模块还用于：
根据显示面板子像素排布规则以及预设子像素渲染规则将所述M位高位元灰阶数据对应亮度值进行亮度重配获得M位高位元灰阶数据对应亮度重配值。
12.根据权利要求7-11中任一所述的装置，其特征在于，A为6、8或10中的任意一个。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求7-12中任一所述灰阶处理装置。
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