CN111105748B - 基于伽玛表的led显示方法及装置 - Google Patents

基于伽玛表的led显示方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供的基于伽玛表的LED显示方法及装置，其中方法包括：生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；生成模块当接收到下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；LED显示控制芯片根据接收到的转换数据驱动LED显示屏。该方法无需占用其他任何硬件资源，保证了LED显示屏显示画面的细腻度，提高了LED显示屏显示画面的视觉效果。

Description

基于伽玛表的LED显示方法及装置
技术领域
本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及基于伽玛表的LED显示方法及装置。
背景技术
LED显示屏由于具有高灰阶、宽可视角度、工作电压低、功耗小、寿命长以及可个性化定制形状等多方面的优越性。因此被广泛用于商业广告、信息发布等领域。随着人们对LED显示画面的品质要求越来越高，LED显示屏显示数据的位阶也越来越高。从早期的单色6Bit(二进制)(RGB各6Bit)显示到现在的单色16Bit(二进制)(RGB各16Bit)显示。
目前LED显示数据从电脑或显示设备端下发，其中R/G/B数据的位宽普遍为8Bit，但是LED显示屏显示数据早已超过8Bit，因此，需要将下发的数据转换成LED显示屏显示需要的数据，而传统的方法是将下发数据直接放大到LED显示屏所需显示的Bit数。众所周知，显示画面为了达到人眼的视觉效果，必须将显示数据进行γ(gamma/伽玛)矫正。例如目前CRT显示器的γ系数为1.8；LCD显示屏的γ系数为2.2，这些矫正都是在显示控制端进行矫正，而电脑或显示设备下发的显示数据是原始数据，没有进行任何矫正，如图1所示。
所以上述方法中，直接采用简单的放大倍数方法，将8Bit的数据放大到16Bit，会导致图像画面泛白，无法达到画面细腻，严重影响图像视觉效果。但是如果采用现有方法对原始数据进行γ矫正，必须对每个像素点进行γ矫正，每次矫正都是一个复杂的浮点运算，需要较高配置的CPU才能完成，严重占用电脑资源或增加硬件成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于伽玛表的LED显示方法及装置，无需占用其他任何硬件资源，保证了LED显示屏显示画面的细腻度，提高了LED显示屏显示画面的视觉效果。
第一方面，一种基于伽玛表的LED显示方法，包括以下步骤：
生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；
生成模块当接收到下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；
LED显示控制芯片根据接收到的转换数据驱动LED显示屏。
优选地，
所述生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表具体包括：
生成模块根据所述显示亮度要求确定所述转换数据的位数k；
生成模块根据LED显示屏的发光特性确定γ值；
生成模块获取显示数据的位数n；
生成模块根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据；
生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表。
优选地，所述生成模块根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据具体包括：
生成模块构建数据集合A：A＝{0,1,2,3，…，[2n-3],[2n-2],[2n-1]}；
生成模块对数据集合A中所有数据进行归一化处理，得到数据集合B，即B＝{0/2n,1/2n,2/2n,3/2n，…，[2n-3]/2n,[2n-2]/2n,[2n-1]/2n}；
生成模块根据γ值对数据集合B中所有数据进行伽玛处理，得到数据集合C，即C＝{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
生成模块根据转换数据的位数k对数据集合C中所有数据进行反归一处理，得到数据集合D，即D＝2k*{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
生成模块对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E，即E＝|D|；其中，数据集合E中的数据为所述转换数据。
优选地，该方法在所述生成模块对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E之后，还包括：
生成模块根据LED显示屏的显示结果对所述数据集合E中所有数据进行微调，以获得微调集合E/；
或者是生成模块接收用户录入的微调集合E/。
优选地，所述生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表具体包括：
生成模块将数据集合A与微调集合E/进行一一对应，以获得所述伽玛表。
第二方面，一种基于伽玛表的LED显示装置，
包括生成模块、LED显示控制芯片和LED显示屏；其中生成模块的输入端与外部设备电连接，生成模块的输出端与LED显示控制芯片的输入端电连接，LED显示控制芯片的输出端连接LED显示屏；
所述生成模块用于根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；生成模块还用于当接收到外部设备下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；
LED显示控制芯片用于根据接收到的转换数据驱动LED显示屏。
优选地，所述生成模块具体用于：
根据所述显示亮度要求确定所述转换数据的位数k；
根据LED显示屏的发光特性确定γ值；
获取显示数据的位数n；
根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据；
生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表。
优选地，所述生成模块具体用于：
构建数据集合A：A＝{0,1,2,3，…，[2n-3],[2n-2],[2n-1]}；
对数据集合A中所有数据进行归一化处理，得到数据集合B，即B＝{0/2n,1/2n,2/2n,3/2n，…，[2n-3]/2n,[2n-2]/2n,[2n-1]/2n}；
根据γ值对数据集合B中所有数据进行伽玛处理，得到数据集合C，即C＝{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
根据转换数据的位数k对数据集合C中所有数据进行反归一处理，得到数据集合D，即D＝2k*{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E，即E＝|D|；其中，数据集合E中的数据为所述转换数据。
优选地，所述生成模块还用于：
根据LED显示屏的显示结果对所述数据集合E中所有数据进行微调，以获得微调集合E/；
或者是接收用户录入的微调集合E/。
优选地，所述生成模块具体用于：
将数据集合A与微调集合E/进行一一对应，以获得所述伽玛表。
由上述技术方案可知，本发明提供的基于伽玛表的LED显示方法及装置，采用伽玛表查表方法，在生成的伽玛表中，根据外部设备下发的显示数据查找对应的k位的转换数据，LED显示控制芯片根据查找到的转换数据驱动LED显示屏显示，无需占用其他任何硬件资源，保证了LED显示屏显示画面的细腻度，提高了LED显示屏显示画面的视觉效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为背景技术中提供的现有8位转8位中γ校正中γ曲线示意图。
图2为本发明实施例一提供的LED显示方法的流程图。
图3为本发明实施例一提供的伽玛表创建方法的流程图。
图4为本发明实施例一提供的数据转换方法的流程图。
图5为本发明实施例二提供的本发明γ矫正中γ曲线示意图。
图6为本发明实施例三提供的LED显示装置的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
实施例一：
一种基于伽玛表的LED显示方法，参见图2，包括以下步骤：
S1：生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；
S2：生成模块当接收到下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；
S3：LED显示控制芯片根据接收到的转换数据驱动LED显示屏。
该方法通过构建显示数据和转换数据一一对应的伽玛表，采用伽玛表查表方法，在生成的伽玛表中，根据外部设备下发的显示数据查找对应的k位的转换数据，LED显示控制芯片根据查找到的转换数据驱动LED显示屏显示，无需占用其他任何硬件资源，保证了LED显示屏显示画面的细腻度，提高了LED显示屏显示画面的视觉效果，解决现有技术存在的LED显示屏图像泛白、掉色、画面模糊等缺陷。
参见图3，所述生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表具体包括：
S11：生成模块根据所述显示亮度要求确定所述转换数据的位数k；
S12：生成模块根据LED显示屏的发光特性确定γ值；
S13：生成模块获取显示数据的位数n；
S14：生成模块根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据；
S15：生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表。
具体地，γ表的生成与转换数据的位数k和γ值相关。该方法根据LED显示屏要求的亮度和刷新率(一般LED显示屏的帧频基本固定在60HZ)，确定转换数据的位数k(即位宽)，刷新越快，位宽越少。该方法根据LED显示屏的发光特性选定合适的γ值，在位宽和γ值确定的情况下，生成γ表(即伽玛表)。
参见图4，所述生成模块根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据具体包括：
S21：生成模块构建数据集合A：A＝{0,1,2,3，…，[2n-3],[2n-2],[2n-1]}；
具体地，如果外部设备(例如电脑或显示控制终端)下发的显示数据为8位，n＝8。所以得到的数据集合A中包含28个数。
S22：生成模块对数据集合A中所有数据进行归一化处理，得到数据集合B，即B＝{0/2n,1/2n,2/2n,3/2n，…，[2n-3]/2n,[2n-2]/2n,[2n-1]/2n}；
S23：生成模块根据γ值对数据集合B中所有数据进行伽玛处理，得到数据集合C，即C＝{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
S24：生成模块根据转换数据的位数k对数据集合C中所有数据进行反归一处理，得到数据集合D，即D＝2k*{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
具体地，一般情况下，现有LED显示屏的显示位宽k大于8位，一般为16位，这样该方法就可以将8位二进制转换为16位的二进制。n、k为正整数，其中n<k，γ值为1～3.8任意数。
S25：生成模块对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E，即E＝|D|；其中，数据集合E中的数据为所述转换数据。
优选地，该方法在步骤S25之后，还包括：
S26：生成模块根据LED显示屏的显示结果对所述数据集合E中所有数据进行微调，以获得微调集合E/；或者是生成模块接收用户录入的微调集合E/。
具体地，为了更好地改善LED显示屏的显示效果。该方法再将数据集合A的所有数据映射到数据集合E后，还可以根据显示效果对数据集合E中的数据进行微调，可以采用自动微调方式或手动微调的方式进行调整，从而得到简洁又快速的伽玛表。
优选地，所述生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表具体包括：
生成模块将数据集合A与微调集合E/进行一一对应，以获得所述伽玛表。
具体地，该方法将根据数据集合E得到的γ表进行上屏测试后，可以根据画面质量进一步细调γ表中的转换数据，使LED显示屏达到最佳的显示效果，进一步确定优化的γ表。
实施例二：
实施例二在实施例一的基础上，提供了三种γ矫正的例子。
参见图5，假设外部设备下发的显示数据为8Bit，则所有显示数据的数据集合A为：A＝{0,1,2,3，…，253,254,255}。数据集合A中一共包含有256个数。假设LED显示屏确定的位宽为16Bit。
例1：如果不进行伽玛矫正(γ＝1)；从而得到Eγ＝1的数组为：
Eγ＝1＝256*{0,1,2,3，…，253,254,255}。
例2：如果需要进行γ＝2.4的矫正，则计算得到的数据集合为：
B＝{0/256,1/256,2/256,3/256,…，253/256,254/256,255/256}；
Cγ＝2.4＝{(0/256)2.4,(1/256)2.4,(2/256)2.4,…，(254/256)2.4,(255/256)2.4}；
Dγ＝2.4＝216*{(0/256)2.4,(1/256)2.4,(2/256)2.4,…，(254/256)2.4,(255/256)2.4}；
Eγ＝2.4＝|Dγ＝2.4|；
将Eγ＝2.4上显示屏进行修正得到E/γ＝2.4，从而得到A到γ＝2.4、将8Bit位宽转成16Bit的位宽的伽玛表。
例3：采用例2的方法还可以得到γ＝2.8的伽玛表。
本发明实施例所提供的方法，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例三：
一种基于伽玛表的LED显示装置，参见图6，
包括生成模块、LED显示控制芯片和LED显示屏；其中生成模块的输入端与外部设备电连接，生成模块的输出端与LED显示控制芯片的输入端电连接，LED显示控制芯片的输出端连接LED显示屏；
所述生成模块用于根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；生成模块还用于当接收到外部设备下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；
LED显示控制芯片用于根据接收到的转换数据驱动LED显示屏。
具体地，当生成模块直接根据外部设备输入的显示数据搜索到符合LED显示屏位宽要求的转换数据后，生成模块将转换数据发送给LED显示控制芯片，由LED显示控制芯片直接驱动LED显示屏，其中LED显示控制芯片根据符合LED显示屏位宽要求的数据驱动LED显示屏是现有方法。
该装置采用伽玛表查表方法，在生成的伽玛表中，根据外部设备下发的显示数据查找对应的k位的转换数据，LED显示控制芯片根据查找到的转换数据驱动LED显示屏显示，无需占用其他任何硬件资源，保证了LED显示屏显示画面的细腻度，提高了LED显示屏显示画面的视觉效果。
优选地，所述生成模块具体用于：
根据所述显示亮度要求确定所述转换数据的位数k；
根据LED显示屏的发光特性确定γ值；
获取显示数据的位数n；
根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据；
生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表。
优选地，所述生成模块具体用于：
构建数据集合A：A＝{0,1,2,3，…，[2n-3],[2n-2],[2n-1]}；
对数据集合A中所有数据进行归一化处理，得到数据集合B，即B＝{0/2n,1/2n,2/2n,3/2n，…，[2n-3]/2n,[2n-2]/2n,[2n-1]/2n}；
根据γ值对数据集合B中所有数据进行伽玛处理，得到数据集合C，即C＝{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
根据转换数据的位数k对数据集合C中所有数据进行反归一处理，得到数据集合D，即D＝2k*{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E，即E＝|D|；其中，数据集合E中的数据为所述转换数据。
优选地，所述生成模块还用于：
根据LED显示屏的显示结果对所述数据集合E中所有数据进行微调，以获得微调集合E/；
或者是接收用户录入的微调集合E/。
优选地，所述生成模块具体用于：
将数据集合A与微调集合E/进行一一对应，以获得所述伽玛表。
本发明实施例所提供的装置，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种基于伽玛表的LED显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；
生成模块当接收到下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；
LED显示控制芯片根据接收到的转换数据驱动LED显示屏；
所述生成模块根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表具体包括：
生成模块根据所述显示亮度要求确定所述转换数据的位数k；
生成模块根据LED显示屏的发光特性确定γ值；
生成模块获取显示数据的位数n；
生成模块根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据；
生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表。
2.根据权利要求1所述基于伽玛表的LED显示方法，其特征在于，所述生成模块根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据具体包括：
生成模块构建数据集合A：A＝{0,1,2,3，…，[2n-3],[2n-2],[2n-1]}；
生成模块对数据集合A中所有数据进行归一化处理，得到数据集合B，即B＝{0/2n,1/2n,2/2n,3/2n，…，[2n-3]/2n,[2n-2]/2n,[2n-1]/2n}；
生成模块根据γ值对数据集合B中所有数据进行伽玛处理，得到数据集合C，即C＝{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
生成模块根据转换数据的位数k对数据集合C中所有数据进行反归一处理，得到数据集合D，即D＝2k*{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
生成模块对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E，即E＝|D|；其中，数据集合E中的数据为所述转换数据。
3.根据权利要求2所述基于伽玛表的LED显示方法，其特征在于，该方法在所述生成模块对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E之后，还包括：
生成模块根据LED显示屏的显示结果对所述数据集合E中所有数据进行微调，以获得微调集合E/；
或者是生成模块接收用户录入的微调集合E/。
4.根据权利要求3所述基于伽玛表的LED显示方法，其特征在于，所述生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表具体包括：
生成模块将数据集合A与微调集合E/进行一一对应，以获得所述伽玛表。
5.一种基于伽玛表的LED显示装置，其特征在于，
包括生成模块、LED显示控制芯片和LED显示屏；其中生成模块的输入端与外部设备电连接，生成模块的输出端与LED显示控制芯片的输入端电连接，LED显示控制芯片的输出端连接LED显示屏；
所述生成模块用于根据显示亮度要求和LED显示屏的发光特性构建伽玛表；伽玛表包括多个显示数据以及对应的转换数据，其中显示数据的位数为n，转换数据的位数为k；生成模块还用于当接收到外部设备下发的显示数据时，在所述伽玛表中搜索该显示数据对应的转换数据，并将该转换数据传输给LED显示控制芯片；
LED显示控制芯片用于根据接收到的转换数据驱动LED显示屏；
所述生成模块具体用于：
根据所述显示亮度要求确定所述转换数据的位数k；
根据LED显示屏的发光特性确定γ值；
获取显示数据的位数n；
根据所述γ值将n位的显示数据转换为k位的转换数据；
生成模块将显示数据与转换数据进行一一对应，以获得所述伽玛表。
6.根据权利要求5所述基于伽玛表的LED显示装置，其特征在于，所述生成模块具体用于：
构建数据集合A：A＝{0,1,2,3，…，[2n-3],[2n-2],[2n-1]}；
对数据集合A中所有数据进行归一化处理，得到数据集合B，即B＝{0/2n,1/2n,2/2n,3/2n，…，[2n-3]/2n,[2n-2]/2n,[2n-1]/2n}；
根据γ值对数据集合B中所有数据进行伽玛处理，得到数据集合C，即C＝{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
根据转换数据的位数k对数据集合C中所有数据进行反归一处理，得到数据集合D，即D＝2k*{[0/2n]γ,[1/2n]γ,…，{[2n-2]/2n}γ，{[2n-1]/2n}γ}；
对数据集合D中所有数据进行取整，得到数据集合E，即E＝|D|；其中，数据集合E中的数据为所述转换数据。
7.根据权利要求6所述基于伽玛表的LED显示装置，其特征在于，所述生成模块还用于：
根据LED显示屏的显示结果对所述数据集合E中所有数据进行微调，以获得微调集合E/；
或者是接收用户录入的微调集合E/。
8.根据权利要求7所述基于伽玛表的LED显示装置，其特征在于，所述生成模块具体用于：
将数据集合A与微调集合E/进行一一对应，以获得所述伽玛表。
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