CN1069800C

CN1069800C - 发光二极管彩色显示屏伪像素处理方法

Info

Publication number: CN1069800C
Application number: CN98102761A
Authority: CN
Inventors: 劳以迈
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2001-08-15
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: CN1210415A

Abstract

本发明提出了伪像素扫描技术：一种将LED彩色显示屏中的LED在一帧图像中多次组合和多次显示的图像处理方法。基本上不改变硬件设备的情况下，可以增加四倍像素点数目，提高图像分辨率。

并分别提出了一个二基色LED彩色显示屏伪像素处理的具体方案和一个三基色LED彩色显示屏伪像素处理的具体方案。设计好各方案LED排列和组合方式，以及LED亮度计算公式。

Description

发光二极管彩色显示屏伪象素处理方法

本发明提出了一种将发光二极管(LED)彩色显示屏中的LED在一帧图像中多次组合和多次显示的图像处理方法。在基本上不增加硬件设备的情况下可以增加四倍象素点数量，提高图像分辨率。

一般LED彩色显示屏中每一个象素点均由固定的几只LED组成，在一帧图像中每只LED只组合一次，只显示一次。

现有技术的一种二基色户外LED彩色显示屏的结构如图1所示。每一个象素点是由交错布置的两个红色和两个绿色LED组成的。假设显示屏是由M列和N行LED组成，则显示的象素点总数为M/2×N/2=MN/4。由于工艺的限制，LED体积较大，象素点数量一般只能达到4000点/平方米左右。

本发明的目的是在现有硬件结构的基础上通过一种伪象素扫描方法来增加一帧图像中有效LED的数量，从而改进图像的分辨率。

按照本发明的伪象素扫描方法，LED彩色显示屏的每一个象素点由两种颜色交错布置的四个发光二极管组成，在一帧图像中，每个象素点中上下一对两种颜色的发光二极管不仅与左边的一对两种颜色的发光二极管组成一个象素点，而且还与右边的另一对两种颜色的发光二极管组成另一个象素点，每行中的每个发光二极管使用两次，这样就能使象素点列数增加一倍；同样，每个象素点中左右一对两种颜色的发光二极管不仅与上边的一对两种颜色的发光二极管组成一个象素点，而且还与下边的另一对两种颜色的发光二极管组成另一个象素点，每列中的每个发光二极管使用两次，因此使行数也增加了一倍。

本发明的方法是在一帧图像中将每只LED组合使用四次，然后将象素点逐点扫描，从而获得四倍象素点的图像，与现有技术相比的分辨率大大提高。

以下参照附图说明本发明的实施例，在附图中：

图1是现有技术的二基色LED彩色显示屏的LED排列组合示意图；

图2是用来说明按照本发明的方法的扫描顺序的一个示意图；

图3与图2类似，表示一种三基色LED彩色显示屏的扫描顺序。

为了比较本发明与现有技术的区别，首先参照图1说明现有技术的扫描顺序。按照现有技术，设I_KL为第K列，第L行的LED，常规扫描时第一行象素点的顺序是由(I₁₁；I₂₁；I₁₂；I₂₂)、(I₃₁；I₄₁；I₃₂；I₄₂)……如图中实线方块所示的LED组成。每只LED只使用一次。

图2可以用来解释本发明的伪象素扫描原理，按照本发明的伪象素扫描方法，以第一行象素点为例，扫描的顺序是(I₁₁；I₂₁；I₁₂；I₂₂),(I₂₁；I₃₁；I₂₂；I₃₂),(I₃₁；I₄₁；I₃₂；I₄₂),(I₄₁；I₅₁；I₄₂；I₅₂)……，依此类推，除实线所示方块LED组成象素点以外还包括相邻4个LED组成之象素点，如虚线所示。具体地说，在一帧图像中，每个象素点中上下一对两种颜色的发光二极管不仅与左边的一对两种颜色的发光二极管组成一个象素点，而且还与右边的另一对两种颜色的发光二极管组成另一个象素点，每行中的每个发光二极管使用两次，象素点的列数增加一倍，两列之间多出一列。按照同样的规律，每个象素点中左右一对两种颜色的发光二极管不仅与上边的一对两种颜色的发光二极管组成一个象素点，而且还与下边的另一对两种颜色的发光二极管组成另一个象素点，每列中的每个发光二极管使用两次，因此，行数也增加一倍，两行之间多出一行。总的象素点的数目为M×N，与LED数目相等，比原来提高了四倍。

按照本发明的一个实施例，第一颜色是红色，而第二颜色是绿色。

本发明的伪象素扫描方法可以用软件来实现，硬件基本不变。分析“伪象素扫描原理”发现每扫描一帧图像时每个LED发光4次，组合4次，而对应的M×N象素点红色和绿色的数据分别被使用两次。

从以上分析可以求得每帧图像中每只LED四次发光的平均值，相当于伪象素扫描四次发光象素的重叠效果。

I_KL’=[I_(K-1)(L-1)+I_K(L-1)+I_(K-1)L+I_KL]/4

式中的I_KL’代表第K列、第L行的发光二极管的平均亮度值，并且

红色发光二极管的亮度R_KL’和绿色发光二极管的亮度G_KL’按以下规律排列和取值：

当K和L均为奇数或均为偶数时，I_KL’=R_KL’为红色，相应的四点均取红色数据；

当K和L之一为奇数而另一个为偶数时，I_KL’=G_KL’为绿色，相应的四点均取绿色数据。

最后得到一个M×N的数据矩阵分别与M×N个LED一一对应。红色LED对应红色数据；绿色LED对应绿色数据。通过现有技术就可以在电子屏上显示一帧图像，同样符合“伪象素扫描原理”的要求。象素点增加4倍，图像分辨率大大提高。

由于计算中使用了K-1；L-1的数据，所以数据点阵应比原LED点阵多一行和一列。

归纳以上分析，可将本发明作如下概括：二基色(红和绿)由M×N个LED按图1的规律排列组成一象素点，共有MN/4个象素点。采用伪象素处理技术可将原始的(M+1)×(N+1)[多一行和一列]的数据点阵(每一点包括红和绿两个数据)经计算后得到M×N个数据点阵一一与LED对应(为红或绿)，然后按照现有技术显示在屏上。

图3是一种三基色户外LED彩色显示屏的示意图。它的构造与二基色相似，只是在每一伪象素点的中心增加一蓝色的LED。每一帧图像中蓝色LED只组合一次，显示一次。

归纳起来可概括如下：M×N个红和绿LED按二基色规律排列组成的显示屏改变成三基色显示屏时，需要在每一伪象素点的中心增加一蓝色的LED，共需(M-1)×(N-1)只蓝色LED，共有(M-1)×(N-1)个三基色彩色伪象素点。红和绿LED亮度计算方法与二基色显示屏一样；而蓝色LED则直接取对应伪象素点蓝色LED数据。然后将数据与LED一一对应地按照现有技术显示在屏上。

Claims

1．二基色发光二极管彩色显示屏的一种伪象素扫描方法，发光二极管彩色显示屏的每个象素点由两种颜色交错布置的四个发光二极管组成，其特征是包括以下步骤：

在一帧图像中将每个象素点中上下一对两种颜色的发光二极管与左边的一对两种颜色的发光二极管组成一个象素点；

然后将上述上下一对两种颜色的发光二极管与右边的一对两种颜色的发光二极管组成另一个象素点，每行中的每个发光二极管使用两次；

将每个象素点中左右一对两种颜色的发光二极管与上边的一对两种颜色的发光二极管组成一个象素点；并且

再将上述左右一对两种颜色的发光二极管与下边的一对两种颜色的发光二极管组成另一个象素点，每列中的每个发光二极管使用两次；

而每只发光二极管在一帧图像中多次发光的平均亮度是按照以下公式来确定：

I_KL’=[I_(K-1)(L-1)+I_K(L-1)+I_(K-1)L+I_KL]/4

第一颜色发光二极管的亮度R_KL’和第二颜色发光二极管的亮度G_KL’按以下规律排列和取值：

当K和L均为奇数或均为偶数时，I_KL’=R_KL’为第一颜色，相应的四点均取第一颜色数据；

当K和L之一为奇数而另一个为偶数时，I_KL’=G_KL’为第二颜色，相应的四点均取第二颜色数据。

2．按照权利要求1的伪象素扫描方法，其特征是上述第一颜色是红色。

3．按照权利要求1或2的伪象素扫描方法，其特征是上述第二颜色是绿色。