CN106875906A - 基于子像素渲染的显示方法和显示系统 - Google Patents

基于子像素渲染的显示方法和显示系统 Download PDF

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CN106875906A CN201710030889.1A CN201710030889A CN106875906A CN 106875906 A CN106875906 A CN 106875906A CN 201710030889 A CN201710030889 A CN 201710030889A CN 106875906 A CN106875906 A CN 106875906A
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沈柏平
方丽婷
何春燕
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Abstract

本申请公开了一种基于子像素渲染的显示方法和显示系统，方法包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度；根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；生成显示图像。本申请所提供的方法和系统，通过生成的与原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数，自行判断周围像素的亮度，用m[xn]函数对显示图像进行Gamma调节，实现像素的智能化补偿，降低了计算法复杂度，使得低PPI设计实现高PPI显示效果，降低了成本，提高了产品良率。

Description

基于子像素渲染的显示方法和显示系统
技术领域
本申请涉及平面显示技术领域，具体地说，涉及一种基于子像素渲染的显示方法和显示系统。
背景技术
现有技术中白色的光线是由红到紫的连续光谱组成，而在计算机图形学里，则采用红、绿、蓝也就是RGB三种颜色的视觉等亮度混合来调和出白色光。
显示屏是由许许多多的像素构成的，而为了让每一个单独的像素可以显示出各种颜色，就需要把它分解为更小的子像素，也就是说，三个子像素构成一个整体，即彩色像素。当需要显示不同颜色的时候，三个子像素分别以不同的亮度发光，由于子像素的尺寸非常小，在视觉上就会混合成所需要的颜色。
现有的显示面板是将像素平均分成三等分的子像素，每一块赋予不同的颜色，这样就可以构成一个彩色像素。这也是绝大多数液晶显示器所采用的子像素排列方法，当然，三个子像素的顺序是随意的。
随着人们对手机等产品显示要求的逐步提高，高像素密度(PPI，pixel per inch)的设计方案逐步提上日程。现阶段，800PPI以上的产品已经出现，但是由此带来的低开口率、极高的工艺要求，导致高PPI产品良率难以维持高水平，因此成本也难以降低。
发明内容
有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供一种基于子像素渲染的显示方法和显示系统，通过生成的与原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数，自行判断周围像素的亮度，实现像素的智能化补偿，降低了算法复杂度，使得低PPI设计实现高PPI显示效果，降低成本，提高产品良率。
为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：
本申请一方面提供了一种基于子像素渲染的显示方法，其特征在于，包括：
确定与显示图像的显示像素阵列中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度；
根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；
生成显示图像；
其中所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的各像素对应的原始图像排列像素阵列中的像素，假设原始图像排列像素阵列中的第n个像素与显示图像的显示像素阵列中的第n'个像素对应，原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素与显示图像的显示像素阵列中的n'+1个像素对应，n和n'均为正整数；
确定与显示图像的显示像素阵列内第n'个像素中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素，所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别为a1、a2和a3，其中a1、a2和a3分别为任意排列的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别为b1、b2、b3和b4，其中，b1与a1对应且颜色相同，b2与a2对应且颜色相同，b3与a3对应且颜色相同，b4与a1对应且颜色相同；所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素包括3个子像素，分别为a4、a5和a6，其中a4、a5和a6分别为与a1、a2和a3排列相同的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'+1个像素包括4个子像素，分别为b3、b4、b5和b6，其中，b3与a6对应且颜色相同，b4与a4对应且颜色相同，b5与a5对应且颜色相同，b6与a6对应且颜色相同；显示像素阵列中，b3和b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用并相互补偿，b1和b2被第n'个像素和第n'-1个像素共用并相互补偿，b5和b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用并相互补偿。
本申请的另一方面提供了一种基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于接收所述原始图像排列像素阵列；
信号处理模块，用于根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；
信号输出模块，用于根据计算出的所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，输出并显示所述显示图像；
其中所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的各像素对应的原始图像排列像素阵列中的像素，假设原始图像排列像素阵列中的第n个像素与显示图像的显示像素阵列中的第n'个像素对应，原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素与显示图像的显示像素阵列中的n'+1个像素对应，n和n'均为正整数；
确定与显示图像的显示像素阵列内第n'个像素中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素，所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别为a1、a2和a3，其中a1、a2和a3分别为任意排列的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别为b1、b2、b3和b4，其中，b1与a1对应且颜色相同，b2与a2对应且颜色相同，b3与a3对应且颜色相同，b4与a1对应且颜色相同；所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素包括3个子像素，分别为a4、a5和a6，其中a4、a5和a6分别为与a1、a2和a3排列相同的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'+1个像素包括4个子像素，分别为b3、b4、b5和b6，其中，b3与a6对应且颜色相同，b4与a4对应且颜色相同，b5与a5对应且颜色相同，b6与a6对应且颜色相同；显示像素阵列中，b3和b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用并相互补偿，b1和b2被第n'个像素和第n'-1个像素共用并相互补偿，b5和b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用并相互补偿。
与现有技术相比，本申请所述的系统及方法，达到了如下效果：
第一、本发明所提供的基于子像素渲染的显示方法和显示系统，通过生成的与原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数，自行判断其周围像素的亮度，利用m[xn]函数对显示图像进行Gamma调节，实现像素的智能化补偿，降低了算法复杂度。
第二，本发明所提供的基于子像素渲染的显示方法和显示系统，通过智能化的像素补偿，使得低PPI设计实现高PPI显示效果，降低了成本，提高了产品良率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的所述一种基于子像素渲染的显示方法的流程图；
图2为本发明原始图像排列像素阵列中子像素的一种构成示意图；
图3为将图2原始图像处理后对应形成的显示图像的显示像素阵列的构成示意图；
图4为利用本发明中的m[xn]函数对显示图像进行Gamma调节的曲线；
图5为本发明的所述一种基于子像素渲染的显示系统的结构示意图；
图6为适用于本发明所述一种基于子像素渲染的显示方法和系统的一种像素结构的示意图；
图7为适用于本发明所述一种基于子像素渲染的显示方法和系统的另一种像素结构的示意图；
图8为适用于本发明所述一种基于子像素渲染的显示方法和系统的再一种像素结构的示意图；
图9为适用于本发明所述一种基于子像素渲染的显示方法和系统的又一种像素结构的示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1
参见图1所示为本申请所述一种基于子像素渲染的显示方法的具体实施例，该方法包括：
步骤101、确定与显示图像的显示像素阵列中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度；
步骤102、根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；
步骤103、生成显示图像；
其中，上述步骤102中，根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的各像素对应的原始图像排列像素阵列中的像素，假设原始图像排列像素阵列中的第n个像素与显示图像的显示像素阵列中的第n'个像素对应，原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素与显示图像的显示像素阵列中的n'+1个像素对应，n和n'均为正整数；
确定与显示图像的显示像素阵列内第n'个像素中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素，参见图2，所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别为a1、a2和a3，其中a1、a2和a3分别为任意排列的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别为b1、b2、b3和b4，参见图3，其中，b1与a1对应且颜色相同，b2与a2对应且颜色相同，b3与a3对应且颜色相同，b4与a1对应且颜色相同；所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素包括3个子像素，分别为a4、a5和a6，其中a4、a5和a6分别为与a1、a2和a3排列相同的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'+1个像素包括4个子像素，分别为b3、b4、b5和b6，其中，b3与a6对应且颜色相同，b4与a4对应且颜色相同，b5与a5对应且颜色相同，b6与a6对应且颜色相同；显示像素阵列中，b3和b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用并相互补偿，b1和b2被第n'个像素和第n'-1个像素共用并相互补偿，b5和b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用并相互补偿。
上述步骤102中，据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，进一步包括：
步骤a、根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，生成与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数；
步骤b、根据所述能自行判断周围像素亮度的函数，调整并确定亮度补偿系数；
步骤c、根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度、与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数、以及所述亮度补偿系数，计算所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，使得所述显示像素阵列的亮度中心与所述原始图像排列像素阵列的亮度中心个数相等且分布相同。
上述步骤c中，根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度、与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数、以及所述亮度补偿系数，计算所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，进一步为：
根据公式：Lyn＝m[xn*pf(x(n+3))+x(n+3)*qf(xn)]，计算所述显示图像的显示像素阵列中每个子像素的亮度并进行Gamma调节。其中，Lyn代表所述显示图像的显示像素阵列中某一行第n个子像素的亮度，m[xn]代表对显示图像进行Gamma调节的函数，xn和x(n+3)分别代表与所述显示像素阵列对应行中第n个子像素对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，p和q分别为补偿系数，f(x)函数为系数P和q的调整函数，可以根据临近像素的亮度x来调整p和q的大小，用以时间边界的特殊处理，f(xn)和f(x(n+3))分别代表与所述原始图像排列像素阵列中的第n个子像素的亮度xn和第(n+3)个子像素的亮度x(n+3)相关的能自行判断周围像素亮度的函数，f(xn)∈(1～255/(p+q))，p＞q，p+q≥1。
以下对原始图像排列像素阵列中的像素与显示图像的显示像素阵列的对应关系进行进一步说明，参见2，原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别是a1、a2和a3，第n+1个像素包括3个子像素，分别是a4、a5和a6；对应地，参见图3，显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别是b1、b2、b3和b4，第n'+1个像素包括4个子像素，分别是b3、b4、b5和b6，第n个像素和第n'个像素之间的对应关系以及第n+1个像素和第n'+1个像素之间的对应关系如下：
像素n→n'：a1、a2、a3→b1、b2、b3、b4
像素n+1→n'+1：a4、a5、a6→b3、b4、b5、b6
其中，a1、a4、b1和b4颜色相同，a2、a5、b2和b5颜色相同，a3、a6、b3和b6颜色相同。
假设像素a1的亮度为x1，像素a2的亮度为x2，像素a3的亮度为x3，像素a4的亮度为x4，像素a5的亮度为x5，像素a6的亮度为x6，像素b1的亮度为y1，像素b2的亮度为y2，像素b3的亮度为y3，像素b4的亮度为y4，像素b5的亮度为y5，像素b6的亮度为y6，那么第n个像素和第n'个像素之间的亮度对应关系以及第n+1个像素和第n'+1个像素之间的亮度对应关系如下：
像素n→n'：y1＝x1*q，y2＝x2*p，y3＝x3*p，y4＝x1*q
像素n+1→n'+1：y3＝x6*q，y4＝x4*p，y5＝x5*p，y6＝x6*q
其中，p＞q，p+q≥1。
以上像素b3和像素b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用，相互补偿；像素b1和像素b2被第n'-1个像素和第n'个像素共用，相互补偿；像素b5和像素b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用，相互补偿。
以y3为例，相互补偿像素处理如下：
y3＝m[x3*pf(x6)+x6*qf(x3)]，其中，通过f(x)能够自行判别周围环境，自行调整补偿系数，f(x)∈(1～255/(p+q))。
m(xn)是对显示图像进行Gamma调节的函数，用于保证Gamma与Real一致，其函数式是根据p、q、f(x)的设定通过傅里叶变换得到的，Gamma调节曲线参见图4。
本发明采用上述公式，通过添加系数f(x)来自动判断补偿分配，达到算法智能化的效果。
以下对Gamma调节的原理进行简要说明。液晶显示器由于液晶屏红绿蓝三色电光特性不一致，表现为各个灰阶的颜色差异较大，需要校正各个灰阶的颜色。尤其暗场的灰阶误差非常明显，无法通过白平衡调节来消除各灰阶的颜色误差。只有各灰阶的颜色一致后，方能通过亮暗场的白平衡调节，将色温调节到要求的色温。另一方面，液晶显示器的亮度比较高，为了增加液晶显示器的透亮度，更好地表现颜色，需要对液晶显示器的亮度进行非线性校正。这些都需要对液晶显示器进行Gamma校正来完成。校正Gamma曲线后，可使得暗场灰阶的颜色明显改善，各灰阶的颜色误差明显减少，暗场颜色细节分明，图形亮度颜色一致，透亮度好，对比明显。
图4为本发明进行Gamma调节的对比图，其中虚线代表通过m[xn]函数进行补偿前的曲线，实现代表通过m[xn]函数进行补偿后的曲线。通过Gamma调节，使得各灰阶的颜色误差明显减少，暗场颜色细节分明，图形亮度颜色一致。此外，本申请上述实施例经过上述子像素渲染方法，使得所述显示像素阵列的亮度中心与所述原始图像排列像素阵列的亮度中心个数相等且分布相同，最终使得显示图像的显示效果与原始图像的显示效果相同或接近。
实施例2
参见图5，本发明还提供一种基于子像素渲染的显示系统100，其特征在于，包括：
信号接收模块10，用于接收所述原始图像排列像素阵列；
信号处理模块20，用于根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；
信号输出模块30，用于根据计算出的所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，输出并显示所述显示图像；
其中所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的各像素对应的原始图像排列像素阵列中的像素，假设原始图像排列像素阵列中的第n个像素与显示图像的显示像素阵列中的第n'个像素对应，原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素与显示图像的显示像素阵列中的n'+1个像素对应，n和n'均为正整数；
确定与显示图像的显示像素阵列内第n'个像素中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素，参见图2和图3，所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别为a1、a2和a3，其中a1、a2和a3分别为任意排列的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别为b1、b2、b3和b4，其中，b1与a1对应且颜色相同，b2与a2对应且颜色相同，b3与a3对应且颜色相同，b4与a1对应且颜色相同；所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素包括3个子像素，分别为a4、a5和a6，其中a4、a5和a6分别为与a1、a2和a3排列相同的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'+1个像素包括4个子像素，分别为b3、b4、b5和b6，其中，b3与a6对应且颜色相同，b4与a4对应且颜色相同，b5与a5对应且颜色相同，b6与a6 对应且颜色相同；显示像素阵列中，b3和b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用并相互补偿，b1和b2被第n'个像素和第n'-1个像素共用并相互补偿，b5和b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用并相互补偿。
上述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，进一步包括：
根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，生成与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数，根据所述能自行判断周围像素亮度的函数，调整并确定亮度补偿系数，根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度、与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数、以及所述亮度补偿系数，计算所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，使得所述显示像素阵列的亮度中心与所述原始图像排列像素阵列的亮度中心个数相等且分布相同。
本发明中的信号处理模块20，进一步用于根据公式：Lyn＝m[xn*pf(x(n+3))+x(n+3)*qf(xn)]，计算所述显示图像的显示像素阵列中每个子像素的亮度，其中，
Lyn代表所述显示图像的显示像素阵列中某一行第n个子像素的亮度，m[xn]代表对显示图像进行Gamma调节的函数，xn和x(n+3)分别代表与所述显示像素阵列对应行中第n个子像素对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，p和q分别为补偿系数，f(x)函数为系数P和q的调整函数，可以根据临近像素的亮度x来调整p和q的大小，用以时间边界的特殊处理，f(xn)和f(x(n+3))分别代表与所述原始图像排列像素阵列中的第n个子像素的亮度xn和第(n+3)个子像素的亮度x(n+3)相关的能自行判断周围像素亮度的函数，f(xn)∈(1～255/(p+q))，p＞q，p+q≥1。
本申请所提供的上述子像素渲染的显示系统100，应用于原始图像排列像素阵列和显示图像的显示像素阵列中，在一相等面积内所述原始图像排列像素阵列中的子像素个数为对应的显示图像的显示像素阵列中的子像素个数的3/2倍，其中，
所述原始图像排列像素阵列包含多个像素，各所述像素包含红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，且每个子像素的颜色和与其相邻的其它子像素的颜色均不相同，同一行内各所述像素中各子像素的排列方式相同。图6、图7、图8和图9显示了原始图像排列像素阵列中四种不同的最小像素结构。
对应地，本申请中显示图像的显示像素阵列包含多个像素，各所述像素包含红颜色子像素、绿颜色子像素、蓝颜色子像素以及另一子像素，所述红颜色子像素、所述绿颜色子像素和所述蓝颜色子像素按任意顺序排列，所述另一子像素与所述红颜色子像素、所述绿颜色子像素和所述蓝颜色子像素中排列在第一位的子像素的颜色相同；
位于同一行的各所述像素中，第i个像素中排列在第一位和第二位的子像素被第i个像素和第(i-1)个像素共用，第i个像素中排列在第三位和第四位的子像素被第i个像素和第(i+1)个像素共用。
具体地，以下对原始图像排列像素阵列中的像素与显示图像的显示像素阵列的对应关系进行进一步说明，参见2，原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别是a1、a2和a3，第n+1个像素包括3个子像素，分别是a4、a5和a6；对应地，参见图3，显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别是b1、b2、b3和b4，第n'+1个像素包括4个子像素，分别是b3、b4、b5和b6，第n个像素和第n'个像素之间的对应关系以及第n+1个像素和第n'+1个像素之间的对应关系如下：
像素n→n'：a1、a2、a3→b1、b2、b3、b4
像素n+1→n'+1：a4、a5、a6→b3、b4、b5、b6
其中，a1、a4、b1和b4颜色相同，a2、a5、b2和b5颜色相同，a3、a6、b3和b6颜色相同。
以上像素b3和像素b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用，相互补偿；像素b1和像素b2被第n'-1个像素和第n'个像素共用，相互补偿；像素b5和像素b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用，相互补偿。
假设像素a1的亮度为x1，像素a2的亮度为x2，像素a3的亮度为x3，像素a4的亮度为x4，像素a5的亮度为x5，像素a6的亮度为x6，像素b1的亮度为y1，像素b2的亮度为y2，像素b3的亮度为y3，像素b4的亮度为y4，像素b5的亮度为y5，像素b6的亮度为y6，那么第n个像素和第n'个像素之间的亮度对应关系以及第n+1个像素和第n'+1个像素之间的亮度对应关系如下：
像素n→n'：y1＝x1*q，y2＝x2*p，y3＝x3*p，y4＝x1*q
像素n+1→n'+1：y3＝x6*q，y4＝x4*p，y5＝x5*p，y6＝x6*q
其中，p＞q，p+q≥1。
以y3为例，相互补偿像素处理如下：
y3＝m[x3*pf(x6)+x6*qf(x3)]，其中，通过f(x)能够自行判别周围环境，自行调整补偿系数，f(x)∈(1～255/(p+q))。
m(xn)是对显示图像进行Gamma调节的函数，用于保证Gamma与Real一致，其函数式是根据p、q、f(x)的设定通过傅里叶变换得到的，Gamma调节曲线参见图4。
本发明采用上述公式，通过添加系数f(x)来自动判断补偿分配，达到算法智能化的效果。
进一步地，本申请中显示图像的显示像素阵列的行数与所述原始图像排列像素阵列的行数相同，所述显示图像的显示像素阵列的列数为所述原始图像排列像素阵列的列数的2/3倍；所述显示图像的显示像素阵列中每一行内各子像素的排列顺序与所述原始像素阵列中对应行内排列靠前的数量为2/3倍该行总数量的各子像素的排列顺序相同。
本申请中显示图像的显示像素阵列中各子像素的在列方向的高度与原始图像排列像素阵列中各子像素在列方向的高度相同。
本申请中显示图像的显示像素阵列中的多个像素在行方向呈一直线方式排列，所述显示图像的显示像素阵列中的多个像素在列方向呈一直线方式排列，参见图6、图7和图8。
除了图的实现方式外，本申请中显示图像的显示像素阵列中的多个像素在行方向呈一直线方式排列，所述显示图像的显示像素阵列中的多个像素在列方向还可呈折线方式排列，参见图9，相邻行的子像素的水平间距可为任意长度，如图9所示的像素结构中，相邻行的子像素的水平间距为子像素行方向的1/2长度。
本发明所述的基于子像素渲染的显示方法及显示体统适用的像素排列顺序为RGBRGB……，或RBGRBG……，或GRBGRB……，或GBRGBR……，或BRGBRG……，或BGRBGR……等等，显示图像的显示像素阵列中各子像素的横向宽度为原始图像排列像素阵列中各子像素横向宽度的3/2倍，显示图像的显示像素阵列中各子像素的纵向高度与原始图像排列像素阵列中各子像素纵向高度相同，纵向第n行和第n+1行之间的空间位置不作限定，可不错开，也可错开任意宽度。
通过本发明所提供的基于子像素渲染的显示方法和显示系统，对原始图像排列像素阵列进行数据转换后，显示图像的显示效果与原始图像的显示效果相同或接近。
通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：
第一、本发明所提供的基于子像素渲染的显示方法和显示系统，通过生成的与原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数，自行判断周围像素的亮度，利用m[xn]函数对显示图像进行Gamma调节，实现像素的智能化补偿，降低了计算法复杂度。
第二，本发明所提供的基于子像素渲染的显示方法和显示系统，通过智能化的像素补偿，使得低PPI设计实现高PPI显示效果，降低了成本，提高了产品良率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。还需要说明的是，本申请所述的显示系统，可以是显示面板，比如可以为LCD面板，或者为OLED面板；此外，本申请所述的显示系统，还可以是包含有显示面板的显示装置，如手机，桌上型显示器，平板电脑，笔记本电脑，电视机，智能手表，智能眼镜等，本申请对此不做限定。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于子像素渲染的显示方法，其特征在于，包括：
确定与显示图像的显示像素阵列中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度；
根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；
生成显示图像；
其中所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的各像素对应的原始图像排列像素阵列中的像素，假设原始图像排列像素阵列中的第n个像素与显示图像的显示像素阵列中的第n'个像素对应，原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素与显示图像的显示像素阵列中的n'+1个像素对应，n和n'均为正整数；
确定与显示图像的显示像素阵列内第n'个像素中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素，所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别为a1、a2和a3，其中a1、a2和a3分别为任意排列的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别为b1、b2、b3和b4，其中，b1与a1对应且颜色相同，b2与a2对应且颜色相同，b3与a3对应且颜色相同，b4与a1对应且颜色相同；所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素包括3个子像素，分别为a4、a5和a6，其中a4、a5和a6分别为与a1、a2和a3排列相同的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'+1个像素包括4个子像素，分别为b3、b4、b5和b6，其中，b3与a6对应且颜色相同，b4与a4对应且颜色相同，b5与a5对应且颜色相同，b6与a6对应且颜色相同；显示像素阵列中，b3和b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用并相互补偿，b1和b2被第n'个像素和第n'-1个像素共用并相互补偿，b5和b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用并相互补偿。
2.根据权利要求1所述的基于子像素渲染的显示方法，其特征在于，所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，进一步包括：
根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，生成与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数；
根据所述能自行判断周围像素亮度的函数，调整并确定亮度补偿系数；
根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度、与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数、以及所述亮度补偿系数，计算所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，使得所述显示像素阵列的亮度中心与所述原始图像排列像素阵列的亮度中心个数相等且分布相同。
3.根据权利要求2所述基于子像素渲染的显示方法，其特征在于，根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度、与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数、以及所述亮度补偿系数，计算所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，进一步为：
根据公式：Lyn＝m[xn*pf(x(n+3))+x(n+3)*qf(xn)]，计算所述显示图像的显示像素阵列中每个子像素的亮度，其中，
Lyn代表所述显示图像的显示像素阵列中某一行第n个子像素的亮度，m[xn]代表对显示图像进行Gamma调节的函数，xn和x(n+3)分别代表与所述显示像素阵列对应行中第n个子像素对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，p和q分别为补偿系数，f(xn)和f(x(n+3))分别代表与所述原始图像排列像素阵列中的第n个子像素的亮度xn和第(n+3)个子像素的亮度x(n+3)相关的能自行判断周围像素亮度的函数，f(xn)∈(1～255/(p+q))，p＞q，p+q≥1。
4.一种基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于接收所述原始图像排列像素阵列；
信号处理模块，用于根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度；
信号输出模块，用于根据计算出的所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，输出并显示所述显示图像；
其中所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，包括：确定与显示图像的显示像素阵列中的各像素对应的原始图像排列像素阵列中的像素，假设原始图像排列像素阵列中的第n个像素与显示图像的显示像素阵列中的第n'个像素对应，原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素与显示图像的显示像素阵列中的n'+1个像素对应，n和n'均为正整数；
确定与显示图像的显示像素阵列内第n'个像素中的每个子像素分别对应的原始图像排列像素阵列中的子像素，所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素包括3个子像素，分别为a1、a2和a3，其中a1、a2和a3分别为任意排列的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'个像素包括4个子像素，分别为b1、b2、b3和b4，其中，b1与a1对应且颜色相同，b2与a2对应且颜色相同，b3与a3对应且颜色相同，b4与a1对应且颜色相同；所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素包括3个子像素，分别为a4、a5和a6，其中a4、a5和a6分别为与a1、a2和a3排列相同的红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，则与所述原始图像排列像素阵列中的第n+1个像素对应的显示图像的显示像素阵列的第n'+1个像素包括4个子像素，分别为b3、b4、b5和b6，其中，b3与a6对应且颜色相同，b4与a4对应且颜色相同，b5与a5对应且颜色相同，b6与a6对应且颜色相同；显示像素阵列中，b3和b4被第n'个像素和第n'+1个像素共用并相互补偿，b1和b2被第n'个像素和第n'-1个像素共用并相互补偿，b5和b6被第n'+1个像素和第n'+2个像素共用并相互补偿。
5.根据权利要求4所述基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，所述根据子像素渲染算法，计算出显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，进一步包括：
根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，生成与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数，根据所述能自行判断周围像素亮度的函数，调整并确定亮度补偿系数，根据与所述显示像素阵列中的每个子像素分别对应的所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度、与所述原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度相关的能自行判断周围像素亮度的函数、以及所述亮度补偿系数，计算所述显示图像的显示像素阵列中的每个子像素的亮度，使得所述显示像素阵列的亮度中心与所述原始图像排列像素阵列的亮度中心个数相等且分布相同。
6.根据权利要求5所述基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，所述信号处理模块，进一步用于根据公式：Lyn＝m[xn*pf(x(n+3))+x(n+3)*qf(xn)]，计算所述显示图像的显示像素阵列中每个子像素的亮度，其中，
Lyn代表所述显示图像的显示像素阵列中某一行第n个子像素的亮度，m[xn]代表对显示图像进行Gamma调节的函数，xn和x(n+3)分别代表与所述显示像素阵列对应行中第n个子像素对应的原始图像排列像素阵列中的子像素的亮度，p和q分别为补偿系数，f(xn)和f(x(n+3))分别代表与所述原始图像排列像素阵列中的第n个子像素的亮度xn和第(n+3)个子像素的亮度x(n+3)相关的能自行判断周围像素亮度的函数，f(xn)∈(1～255/(p+q))，p＞q，p+q≥1。
7.根据权利要求4所述基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，所述原始图像排列像素阵列包含多个像素，各所述像素包含红颜色子像素、绿颜色子像素和蓝颜色子像素，且每个子像素的颜色和与其相邻的其它子像素的颜色均不相同，同一行内各所述像素中各子像素的排列方式相同。
8.根据权利要求4所述基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，所述显示图像的显示像素阵列中的多个像素在行方向呈一直线方式排列，所述显示图像的显示像素阵列中的多个像素在列方向呈一直线方式排列。
9.根据权利要求4所述基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，所述显示图像的显示像素阵列中的多个像素在行方向呈一直线方式排列，所述显示图像的显示像素阵列中的多个像素在列方向呈折线方式排列。
10.根据权利要求4所述基于子像素渲染的显示系统，其特征在于，所述显示图像的显示像素阵列中各个子像素在列方向的长度等于所述原始图像排列像素阵列中各个子像素在列方向的长度，所述显示图像的显示像素阵列中各个子像素在行方向的长度为所述原始图像排列像素阵列中各个子像素在行方向的长度的3/2倍。
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