CN106297725A - 具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器及其调节方法 - Google Patents

具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器及其调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器及其调节方法，包括视频接口模组、图像处理模组，按键模组和显示屏；其中视频接口模组和图像处理模组整合到一块显示器主板上。视频接口模组处理各种接口标准的输入视频并处理成统一的内部视频信号；图像处理模组可以接受外部按键模组的控制信号，将视频信号处理成锐化模式(屏基本分辨率3倍的分辨率)或处理成平滑模式(屏基本灰阶数3倍的灰阶总数)来达到不同的更高标准需求，并最终将视频信号上行至屏完成图像显示；外部按键模组设置快捷键，一键直接切换图像锐化/平滑模式，满足更为高效的操作需求。

Description

具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器及其调节方法
技术领域
本发明属于显示器技术领域，尤其涉及一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器。
背景技术
时至今日和可预见未来的一段时间内，灰阶显示器仍将在很多领域内大方光彩，比如医疗等。这些领域都是专业领域，不同于普通的消费类显示器产品，在专业领域内，总是希望图像显示在各方面表达的精准度能够不断的提升。在灰阶显示器领域，时常安装的主件屏是灰阶屏；和普通的彩色屏一样，一个Pixel(像素点)包含3个dots(屏物理分量点)；但滤光片不再是RGB三色滤光片，只有单色灰度滤光片。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器及其调节方法，能够一键完成图像的锐化和灰阶过度平滑调节。
针对灰阶显示器(一个Pixel包含3个dots的灰阶显示屏)完成横向3倍图像分辨率(锐化模式)和3倍灰阶总数(平滑模式)的设计，并发明一键切换锐化/平滑的效果方式，达到操作者对灰阶图像不同理解不同效果层面观察需要的快速满足。很显然，灰阶显示器作为一种专业领域显示器，操作者时常需要观察图像的灰阶边缘和细节效果，这往往需要更高的分辨率；时常又需要更加准确的灰阶过渡以满足区分灰阶的观察。本案的发明就是针对这两种模式的切换需要，实现一键快速切换，摆脱频繁繁琐操作复杂菜单切换的设计，大大提升操作者的工作效率。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器，包括视频接口模组、图像处理模组，按键模组和显示屏；其中视频接口模组和图像处理模组整合到一块显示器主板上。视频接口模组处理各种接口标准的输入视频并处理成统一的内部视频信号；图像处理模组可以接受外部按键模组的控制信号，将视频信号处理成锐化模式(屏基本分辨率3倍的分辨率)或处理成平滑模式(屏基本灰阶数3倍的灰阶总数)来达到不同的更高标准需求，并最终将视频信号上行至屏完成图像显示；外部按键模组设置快捷键，一键直接切换图像锐化/平滑模式，满足更为高效的操作需求。
进一步的，所述视频接口模组实现外部视频接口转换到内部统一视频格式的功能，它可以是单芯片，也可以是多芯片组合的方式；芯片可以是专用视频接口芯片，也可以是可编程的芯片如FPGA等。因此无论是常用的DP，HDMI，DVI，VGA等视频接口，还是不常用的SDI，亦或是能传输数据的其它接口如网口等，都可以实现外部视频信号输入统一转换成内部可识别格式图像数据的功能。平滑模式下，视频接口模组对外输出显示屏参分辨率的EDID；锐化模式下，视频接口模组对外输出显示屏参分辨率3倍的EDID。
所述显示屏为一个Pixel包含3个dots的灰阶显示面板。
所述图像处理模组实现图像处理的功能，它可以是专用图像芯片，也可以是FPGA方案。它至少应该包含以下4个子功能模块：EDID控制、图像校正曲线、图像时序控制、菜单和按键控制。其中EDID控制通知视频接口模组对外输出准确的EDID；图像校正曲线实现锐化/平滑模式下对图像输入信号的校正，特别是在平滑模式下，实现3倍灰阶总数的平滑过渡校准区分；图像时序控制，是将图像校正曲线完的数据统一成点屏需要的数据格式并输出点屏；菜单和按键控制接受外部按键操作的命令，将锐化/平滑模式切换的命令传送到内部其它功能模块模组。
所述按键模组主要完成操作者对显示器的命令输入，它不限于电容触摸按键、机械薄膜按键、机械旋钮亦或是红外遥控输入等的方式；它存在一个快捷键(外部模式切换快捷键)，实现本案需要的一键切换需要。按键模组也设计留有一般显示器常见的菜单、退出、上、下、确认等输入按键，但不在本案讨论的重点范围内。
一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器的调节方法，其包括如下步骤:
1.当前显示器处于平滑模式(默认模式)下时
S1.1按动外部模式切换快捷键，对机器输入一键模式切换命令；
S1.2图像处理模组中的[菜单和按键控制]模块收到一键模式切换命令，并自检到当前显示器的显示模式为平滑模式；
S1.3图像处理模组开始锐化模式切换，重新生成锐化模式的EDID，并控制视频接口模组拉动一次Hot-Plug(热插拔)管脚，相当于热插拔视频信号线，外部显卡根据新的EDID(横向分辨率3倍于屏参，纵向分辨率不变)重新输入新分辨率的图像；
S1.4视频接口模组将新收到的锐化模式图像输入给图像处理模组，图像处理模组将图像中每个点转换成YUV(亮度、色度、饱和度三分量)模式，并只取Y分量，同时将三个点的Y分量重新合成一个新的点，3个Y分量分别赋予一个Pixel上3个dot；
并得到将图像实际上屏(驱动屏幕显示的信号上传)分辨率压缩成屏参的分辨率；
S1.5图像处理模组中图像校正曲线对图像进行某种曲线校正，可以是GAMMA，也可以DICOM，亦或者其它标准的图像曲线；
S1.6图像时序控制生成新的上屏时序，将曲线校正之后的图像驱动显示屏得到想要的图像显示；完成一键锐化模式切换。
2.当前显示器处于锐化模式下时
S2.1按动外部模式切换快捷键，对机器输入一键模式切换命令；
S2.2图像处理模组中的[菜单和按键控制]模块收到一键模式切换命令，并自检到当前显示器的显示模式为锐化模式；
S2.3图像处理模组开始平滑模式切换，重新生成平滑模式的EDID，并控制视频接口模组拉动一次Hot-Plug管脚，相当于热插拔视频信号线，外部显卡根据新的EDID(等同屏参的分辨率)重新输入新分辨率的图像；
S2.4视频接口模组将新收到的平滑模式图像输入给图像处理模组，图像处理模组将图像中每个点转换成YUV模式，并只取Y分量复制三次赋予一个Pixel上3个dot；
S2.5图像处理模组中图像校正曲线对图像进行某种曲线校正，可以是GAMMA，也可以DICOM，亦或者其它标准的图像曲线；和平滑模式下不同的是，校正曲线拥有屏显示bit数3倍的灰阶总数，次最暗的灰阶是数字驱动等于最小值并只点亮一个pixel里的一个dot(最暗为数字驱动全0)，最亮的灰阶是数字驱动等于最大值并点亮一个pixel里的全部三个dots.
S2.6图像时序控制生成新的上屏时序，将曲线校正之后的图像驱动显示屏得到想要的图像显示；完成一键平滑模式切换。
本发明的有益效果是：
1.对图像横向3倍分辨率的扩展应用，实现图像锐化效果，突出细节和边缘轮廓。
2.在某档固定的背光亮度下，显示屏的灰阶总阶数实现3倍的细分，实现图像灰阶过渡更加自然平滑，灰阶变现更加明显细腻。
3.快捷键一键实现锐化/平滑模式的切换，大大方便操作者对图像的观察研究，提升操作者的工作效率。
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为本发明的系统框架图；
图2为本发明的动作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1-图2所示，一种具有一键调节图像锐化/平滑功能的灰阶显示器，包括视频接口模组、图像处理模组，按键模组和显示屏；其中视频接口模组和图像处理模组整合到一块显示器主板上。视频接口模组处理各种接口标准的输入视频并处理成统一的内部视频信号；图像处理模组可以接受外部按键模组的控制信号，将视频信号处理成锐化模式(屏基本分辨率3倍的分辨率)或处理成平滑模式(屏基本灰阶数3倍的灰阶总数)来达到不同的更高标准需求，并最终将视频信号上行至屏完成图像显示；外部按键模组设置快捷键，一键直接切换图像锐化/平滑模式，满足更为高效的操作需求。
视频输入接口模组用于连接外部的视频输入信号源，解析该视频信号源并转换成数字电路通行的易处理的行/场/使能同步信号和并行视频图像数据。视频输入信号接口不限接口类型，包括且不限于CVBS、VGA、DVI、SDI、HDM、DP等类型；视频输入接口转换模块可以是某些固定类型的ASIC芯片，也可以用FPGA来灵活配置实现各种不同的输入视频接口转换。
图像处理模组实现图像处理的功能，它可以是专用图像芯片，也可以是FPGA方案。它至少应该包含以下4个子功能模块：EDID(Extended DisplayIdentification Data，扩展显示标识数据)控制、图像校正曲线、图像时序控制、菜单和按键控制。其中EDID控制通知视频接口模组对外输出准确的EDID；图像校正曲线实现锐化/平滑模式下对图像输入信号的校正，特别是在平滑模式下，实现3倍灰阶总数的平滑过渡校准区分；图像时序控制，是将图像校正曲线完的数据统一成点屏需要的数据格式并输出点屏，不限于上屏的数据格式(如LVDS或V-By-one)；菜单和按键控制接受外部按键操作的命令，将锐化/平滑模式切换的命令传送到内部其它功能模块模组。
按键模组主要完成操作者对显示器的命令输入，它不限于电容触摸按键、机械薄膜按键、机械旋钮亦或是红外遥控输入等的方式；它存在一个快捷键，实现本案需要的一键切换需要。按键模组也设计留有一般显示器常见的菜单、退出、上、下、确认等输入按键，但不在本案讨论的重点范围内。
显示面板优选为一个Pixel包含3个dots的灰阶显示面板，应当适用于应用领域(如医疗，制图等)的图像显示，并且经过事先的测试，合乎该应用领域的图像显示需要。
当使用者需要实现快捷键一键切换效果时，可以通过以下几个步骤实现：
1.当前显示器处于平滑模式(默认模式)下时
S1.1按动外部模式切换快捷键，对机器输入一键模式切换命令；
S1.2图像处理模组中的[菜单和按键控制]模块收到一键模式切换命令，并自检到当前显示器的显示模式为平滑模式；
S1.3图像处理模组开始锐化模式切换，重新生成锐化模式的EDID，并控制视频接口模组拉动一次Hot-Plug管脚，相当于热插拔视频信号线，外部显卡根据新的EDID(横向分辨率3倍于屏参，纵向分辨率不变)重新输入新分辨率的图像；
S1.4视频接口模组将新收到的锐化模式图像输入给图像处理模组，图像处理模组将图像中每个点转换成YUV模式，并只取Y分量，同时将三个点的Y分量重新合成一个新的点，3个Y分量分别赋予一个Pixel上3个dot；
并得到将图像实际上屏分辨率压缩成屏参的分辨率；
S1.5图像处理模组中图像校正曲线对图像进行某种曲线校正，可以是GAMMA，也可以DICOM，亦或者其它标准的图像曲线；
S1.6图像时序控制生成新的上屏时序，将曲线校正之后的图像驱动显示屏得到想要的图像显示；完成一键锐化模式切换。
2.当前显示器处于锐化模式下时
S2.1按动外部模式切换快捷键，对机器输入一键模式切换命令；
S2.2图像处理模组中的[菜单和按键控制]模块收到一键模式切换命令，并自检到当前显示器的显示模式为锐化模式；
S2.3图像处理模组开始平滑模式切换，重新生成平滑模式的EDID，并控制视频接口模组拉动一次Hot-Plug管脚，相当于热插拔视频信号线，外部显卡根据新的EDID(等同屏参的分辨率)重新输入新分辨率的图像；
S2.4视频接口模组将新收到的平滑模式图像输入给图像处理模组，图像处理模组将图像中每个点转换成YUV模式，并只取Y分量复制三次赋予一个Pixel上3个dot；
S2.5图像处理模组中图像校正曲线对图像进行某种曲线校正，可以是GAMMA，也可以DICOM，亦或者其它标准的图像曲线；此处和平滑模式下不同的是，曲线校正拥有屏点显示bit数3倍的灰阶总数，既最暗的灰阶是数字驱动等于最小值并只点亮一个pixel里的一个dot，最亮的灰阶是数字驱动等于最大值并点亮一个pixel里的三个dots.
S2.6图像时序控制生成新的上屏时序，将曲线校正之后的图像驱动显示屏得到想要的图像显示；完成一键平滑模式切换。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器，包括视频接口模组、图像处理模组，按键模组和显示屏；其中视频接口模组和图像处理模组整合到一块显示器主板上；视频接口模组处理各种接口标准的输入视频并将这些视频转换成统一的内部视频信号；图像处理模组用于接收外部按键模组的控制信号，将视频信号处理成锐化模式或处理成平滑模式，并最终将视频信号上行至屏完成图像显示；外部按键模组设置有外部模式切换快捷键。
2.根据权利要求1所述的一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器，其特征在于：外部的输入视频信号接口类型包括HDMI、DP、SDI、VGA、DVI。
3.根据权利要求1所述的一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器，其特征在于：图像处理模组包含有EDID控制模块，在图像锐化模式下，给出屏参3倍分辨率的EDID并接受该分辨率的视频图像，经图像处理最终点亮显示屏；在图像平滑模式下，给出屏参分辨率的EDID并接受该分辨率的视频图像，经3倍图像灰阶总数处理最终点亮显示屏。
4.根据权利要求1所述的一种具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器，其特征在于：外部模式切换快捷键具有图像锐利/平滑模式的一键切换调节功能。
5.一种基于权利要求1-4所述的具有一键图像锐化及平滑功能的灰阶显示器的调节方法，包括如下步骤：
当前显示器处于平滑模式下时，
A1)按动外部模式切换快捷键，对机器输入一键模式切换命令；
A2)图像处理模组中的菜单和按键控制模块收到一键模式切换命令，并自检到当前显示器的显示模式为平滑模式；
A3)图像处理模组开始锐化模式切换，重新生成锐化模式的EDID，并控制视频接口模组拉动一次热插拔管脚，外部显卡根据新的EDID重新输入新分辨率的图像；
A4)视频接口模组将新收到的锐化模式图像输入给图像处理模组，图像处理模组将图像中每个点转换成YUV模式，并只取Y分量，同时将三个点的Y分量重新合成一个新的点，3个Y分量分别赋予一个Pixel上3个dot，并得到将图像实际上屏分辨率压缩成屏参的分辨率；
A5)通过图像处理模组中图像校正曲线对图像进行曲线校正；
A6)图像时序控制生成新的上屏时序，将曲线校正之后的图像驱动显示屏得到想要的图像显示，完成一键锐化模式切换调节；
当前显示器处于锐化模式下时，
B1)按动外部模式切换快捷键，对机器输入一键模式切换命令；
B2)图像处理模组中的菜单和按键控制模块收到一键模式切换命令，并自检到当前显示器的显示模式为锐化模式；
B3)图像处理模组开始平滑模式切换，重新生成平滑模式的EDID，并控制视频接口模组拉动一次Hot-Plug管脚，相当于热插拔视频信号线，外部显卡根据新的EDID重新输入新分辨率的图像；
B4)视频接口模组将新收到的平滑模式图像输入给图像处理模组，图像处理模组将图像中每个点转换成YUV模式，并只取Y分量复制三次赋予一个Pixel上3个dot；
B5)图像处理模组中图像校正曲线对图像进行某种曲线校正，可以是GAMMA，也可以DICOM，亦或者其它标准的图像曲线；此处和平滑模式下不同的是，曲线校正拥有屏点显示bit数3倍的灰阶总数，既最暗的灰阶是数字驱动等于最小值并只点亮一个pixel里的一个dot，最亮的灰阶是数字驱动等于最大值并点亮一个pixel里的三个dots.
B6)图像时序控制生成新的上屏时序，将曲线校正之后的图像驱动显示屏得到想要的图像显示，完成一键平滑模式切换调节。
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