CN114203089B - 一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法 - Google Patents

一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于RGB‑Delta排列的子像素渲染方法，属于微电子及显示技术领域，方法包括：读取RGB图像中每个像素的RGB子像素数据；将子像素数据分别与对应子像素的设定阈值进行比较，得到每个子像素下的明暗状态图形；根据每个子像素下的明暗状态图形，得到对应该子像素的数据渲染权值系数；根据当前像素的行坐标与列坐标，以及当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，通过子像素数据及其对应的数据渲染权值系数计算当前像素的像素输出数据值。本发明在实现相同分辨率的情况下，子像素数量可以比传统条纹式RGB排列显示器减少1/2。

Description

一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法
技术领域
本发明属于微电子及显示技术领域，具体涉及一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法。
背景技术
子像素渲染技术是通过数学算法将原像素排列的子像素数据转换成目标像素排列的子像素数据的一项技术，子像素渲染算法的优劣直接影响图像的显示效果。随着显示技术的发展，业界对于子像素渲染技术的研究也越来越重视。通过子像素渲染算法，可以用比传统条纹式RGB排列更少的子像素数量来显示与原条纹式RGB排列相同的图像信息，使得在相同显示面积下，应用子像素渲染算法的显示器能达到比传统条纹式RGB排列显示器更高的分辨率。因此，子像素渲染技术在微显示领域得到了广泛应用。目前主流的RGB-Pentile、RGB-Delta子像素排列结构及相应的子像素渲染方法，大部分可以在比传统条纹式RGB排列显示器减少1/3子像素数量的情况下实现相同的显示分辨率。
发明内容
发明目的：为了在实现相同的显示分辨率的情况下进一步减少子像素数量，本发明公开了一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器可以在比传统条纹式RGB排列显示器减少1/2子像素数量的情况下，达到相同的显示分辨率。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，包括如下步骤：
S1：获取图像像素数据
读取RGB图像中每个像素的第一子像素数据、第二子像素数据和第三子像素数据，根据显示面板的像素划分将子像素分成两组，其中第一组子像素包括第一子像素，第二组子像素包括第二子像素和第三子像素；
S2：检测像素的明暗状态图形
将RGB图像中每个像素的子像素数据分别与对应子像素的设定阈值进行比较，得到每个像素的每个子像素数据的明暗状态，进而得到当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形；
S3：数据渲染权值系数选择
根据当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，得到当前像素及其上下左右相邻像素对应该子像素的数据渲染权值系数；
S4：数据渲染
根据当前像素的行坐标与列坐标，以及当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，通过子像素数据及其对应的数据渲染权值系数计算当前像素的像素输出数据值。
优选地，步骤S1中，显示面板上位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅包含一组子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅包含另一组子像素。
优选地，步骤S2包括：
针对RGB图像中每个像素的每个子像素，若该子像素数据值高于或等于该子像素的设定阈值，则判断该像素的该子像素数据为状态明，否则，判断该像素的该子像素数据为状态暗；
每个像素的每个子像素数据的明暗状态与该像素在该子像素下的明暗状态相同；
当前像素及其上下左右四个相邻像素的每个子像素的明暗状态图形包括当前像素及其上下左右四个相邻像素在该子像素下的明暗状态。
优选地，若当前像素的上下左右相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补第一子像素数据、第二子像素数据和第三子像素数据均为0的像素。
优选地，步骤S3中，在每个子像素下，设当前像素的数据渲染权值系数为a；
上下左右相邻像素中与当前像素的明暗状态相同的像素的数量为n，其数据渲染权值系数为b，且b≠0；
上下左右相邻像素中与当前像素的明暗状态不同的像素的数据渲染权值系数为0；
a、n、b满足：a+nb＝1。
优选地，步骤S4包括：
根据当前像素及其上下左右相邻像素的第一子像素数据以及对应的数据渲染权值系数得到第一组像素输出数据
Figure BDA0003413433110000021
Figure BDA0003413433110000022
其中，DG1i,j、DG1i-1,j、DG1i+1,j、DG1i,j-1、DG1i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第一子像素数据，k1i,j、k1i-1,j、k1i+1,j、k1i,j-1、k1i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第一子像素的数据渲染权值系数；
根据当前像素及其上下左右相邻像素的第二子像素数据、第三子像素数据以及对应的数据渲染权值系数得到第二组像素输出数据
Figure BDA0003413433110000031
包括第二像素输出数据
Figure BDA0003413433110000032
和第三像素输出数据/>
Figure BDA0003413433110000033
Figure BDA0003413433110000034
Figure BDA0003413433110000035
其中，DG21i,j、DG21i-1,j、DG21i+1,j、DG21i,j-1、DG21i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第二子像素数据，k21i,j、k21i-1,j、k21i+1,j、k21i,j-1、k21i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第二子像素的数据渲染权值系数；DG22i,j、DG22i-1,j、DG22i+1,j、DG22i,j-1、DG22i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第三子像素数据，k22i,j、k22i-1,j、k22i+1,j、k22i,j-1、k22i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第三子像素的数据渲染权值系数；
判断当前像素所在行和列的位置，当前像素的像素输出数据为显示面板上对应行和列包含的一组子像素对应的一组像素输出数据，其中，第一组子像素对应第一组像素输出数据，第二组子像素对应第二组像素输出数据；
若当前像素在显示面板上对应行和列不包含的一组子像素下的明暗状态为状态明，其上下左右相邻像素在该组子像素下的明暗状态均为状态暗，则当前像素对应该组子像素的一组像素输出数据映射到上下左右相邻像素中的一个像素，所述映射到的相邻像素的像素输出数据为该像素对应该组子像素的一组像素输出数据加上映射的像素输出数据。
有益效果：与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
1、应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器在实现相同分辨率的情况下，子像素数量可以比传统条纹式RGB排列显示器减少1/2，即在相同分辨率下，应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器的显示面积可以进一步缩小，或者说在相同显示面积下，应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器的分辨率可以进一步提高；
2、按照本发明的像素划分，任意一个像素与它上下左右四个相邻像素所包含的子像素颜色都是不同的，那么对于任意一个发光的像素，如果它上下左右四个相邻像素中有一个像素发光，就可以借用其相邻像素发光的颜色来弥补其所缺失的子像素颜色，达到与RGB排列完全相同的效果，例如横条纹、竖条纹、双点点阵等大部分图像；特别地，如果它上下左右四个相邻像素中没有像素发光，则通过本文的渲染方法可以将当前像素缺失的颜色映射到其任一相邻像素显示，例如斜线等小部分图像；因此应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器可以在减少一半子像素数量的基础上，仍然达到接近传统条纹式RGB排列显示器的显示效果。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的一个实施例中基于RGB-Delta像素排列结构的像素划分示例；
图3是本发明的一个实施例中第一组子像素的明暗状态图形和第二组子像素的明暗状态图形的示意图；
图4是本发明的一个实施例中奇数行奇数列及偶数行偶数列像素数据渲染权值系数的示意图；
图5是本发明的一个实施例中奇数行偶数列及偶数行奇数列像素数据渲染权值系数的示意图；
图6是应用本发明所述方法的横条纹显示效果示意图；
图7是应用本发明所述方法的竖条纹显示效果示意图；
图8是应用本发明所述方法的斜线显示效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例1：
本实施例公开了一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，包括如下步骤：
S1：获取图像像素数据
读取RGB图像中每个像素的第一子像素数据、第二子像素数据和第三子像素数据，根据显示面板的像素划分将子像素分成两组，其中第一组子像素包括第一子像素，第二组子像素包括第二子像素和第三子像素；
S2：检测像素的明暗状态图形
将RGB图像中每个像素的子像素数据分别与对应子像素的设定阈值进行比较，得到每个像素的每个子像素数据的明暗状态，进而得到当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形；
S3：数据渲染权值系数选择
根据当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，得到当前像素及其上下左右相邻像素对应该子像素的数据渲染权值系数；
S4：数据渲染
根据当前像素的行坐标与列坐标，以及当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，通过子像素数据及其对应的数据渲染权值系数计算当前像素的像素输出数据值。
优选地，步骤S1中，显示面板上位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅包含一组子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅包含另一组子像素。
优选地，步骤S2包括：
针对RGB图像中每个像素的每个子像素，若该子像素数据值高于或等于该子像素的设定阈值，则判断该像素的该子像素数据为状态明，否则，判断该像素的该子像素数据为状态暗；
每个像素的每个子像素数据的明暗状态与该像素在该子像素下的明暗状态相同；
当前像素及其上下左右四个相邻像素的每个子像素的明暗状态图形包括当前像素及其上下左右四个相邻像素在该子像素下的明暗状态。
优选地，若当前像素的上下左右相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补第一子像素数据、第二子像素数据和第三子像素数据均为0的像素。
优选地，步骤S3中，在每个子像素下，设当前像素的数据渲染权值系数为a；
上下左右相邻像素中与当前像素的明暗状态相同的像素的数量为n，其数据渲染权值系数为b，且b≠0；
上下左右相邻像素中与当前像素的明暗状态不同的像素的数据渲染权值系数为0；
a、n、b满足：a+nb＝1。
优选地，步骤S4包括：
根据当前像素及其上下左右相邻像素的第一子像素数据以及对应的数据渲染权值系数得到第一组像素输出数据
Figure BDA0003413433110000051
/>
Figure BDA0003413433110000052
其中，DG1i,j、DG1i-1,j、DG1i+1,j、DG1i,j-1、DG1i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第一子像素数据，k1i,j、k1i-1,j、k1i+1,j、k1i,j-1、k1i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第一子像素的数据渲染权值系数；
根据当前像素及其上下左右相邻像素的第二子像素数据、第三子像素数据以及对应的数据渲染权值系数得到第二组像素输出数据
Figure BDA0003413433110000061
包括第二像素输出数据
Figure BDA0003413433110000062
和第三像素输出数据/>
Figure BDA0003413433110000063
Figure BDA0003413433110000064
Figure BDA0003413433110000065
其中，DG21i,j、DG21i-1,j、DG21i+1,j、DG21i,j-1、DG21i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第二子像素数据，k21i,j、k21i-1,j、k21i+1,j、k21i,j-1、k21i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第二子像素的数据渲染权值系数；DG22i,j、DG22i-1,j、DG22i+1,j、DG22i,j-1、DG22i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第三子像素数据，k22i,j、k22i-1,j、k22i+1,j、k22i,j-1、k22i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第三子像素的数据渲染权值系数；
判断当前像素所在行和列的位置，当前像素的像素输出数据为显示面板上对应行和列包含的一组子像素对应的一组像素输出数据，其中，第一组子像素对应第一组像素输出数据，第二组子像素对应第二组像素输出数据；
若当前像素在显示面板上对应行和列不包含的一组子像素下的明暗状态为状态明，其上下左右相邻像素在该组子像素下的明暗状态均为状态暗，则当前像素对应该组子像素的一组像素输出数据映射到上下左右相邻像素中的一个像素，所述映射到的相邻像素的像素输出数据为该像素对应该组子像素的一组像素输出数据加上映射的像素输出数据。
实施例2：
本实施例公开了一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，如图1所示：包括以下步骤：
步骤S1：获取图像像素数据
对输入的分辨率为M×N的RGB图像，读取其中每个像素的RGB子像素数据，RGB子像素包括R子像素、G子像素和B子像素。根据显示面板的像素划分将RGB子像素分成两组子像素，其中第一组子像素包括第一子像素，第二组子像素包括第二子像素和第三子像素，第一子像素、第二子像素和第三子像素分别为R子像素、G子像素和B子像素中的一种。因此，显示面板上位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅包含一组子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅包含另一组子像素。
例如，图2展示了本发明基于RGB-Delta像素排列结构的一个像素划分实施例，显示面板的像素划分为：位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅包含G子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅包含RB子像素，RB子像素包括R子像素和B子像素，那么此处的像素分组可以进行相应的操作，即：G子像素作为第一子像素，划分为第一组子像素；R子像素和B子像素分别作为第二子像素和第三子像素，划分为第二组子像素。
本发明的一种实施例中，通过三片双端口静态随机存取存储器(SRAM)作为行缓存器(Line Buffer)，对输入的分辨率为M×N的RGB图像进行三行像素数据缓存，Line Buffer的深度由输入的RGB图像一行的像素数据量决定，Line Buffer的位宽由输入的RGB图像的像素数据位宽决定。三行像素数据缓存是指将输入的RGB图像的三行像素数据分别存在三片存储器中，每个像素的RGB子像素数据存在一起，当三行存满之后，后续行的像素数据会将当前存储器中的像素数据更新掉；例如，将第1、2、3行像素数据依次存入存储器A、B、C中，之后将第4行数据继续往存储器A中，第1行的像素数据就被覆盖了。对于每一帧输入图像，从第1行像素数据全部存入存储器且第2行像素数据未全部存入存储器的某一时刻开始，按顺序读取所述Line Buffer中的图像第i行第j列的像素Pi,j及其上下左右四个相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1的RGB子像素数据。
步骤S2：检测像素数据的明暗状态图形
针对图像第i行第j列的像素Pi,j及其上下左右四个相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1，将其两组子像素数据分别与各自的设定阈值进行比较，得到其中每个子像素数据的明暗状态，进而得到像素Pi,j及其相邻像素所构成的第一组明暗状态图形和第二组明暗状态图形，如图3所示。特殊的，对于图像边界处的像素，其相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补RGB子像素数据为0的像素，即填补的像素的R子像素数据、G子像素数据和B子像素数据均为0。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21、按顺序读取图像第i行第j列的像素Pi,j及其上下左右四个相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1的RGB子像素数据，对于图像边界处的像素，其相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补RGB子像素数据为0的像素。
例如，像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素数据记为DG1，DG1包括每个像素的第一子像素数据DG1i,j、DG1i-1,j、DG1i+1,j、DG1i,j-1、DG1i,j+1，其中DG1i,j表示像素Pi,j的第一组子像素数据；
像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素数据记为DG2，DG2包括每个像素的第二组子像素数据DG2i,j、DG2i-1,j、DG2i+1,j、DG2i,j-1、DG2i,j+1，其中DG2i,j表示像素Pi,j的第二组子像素数据；像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素数据DG2还可以进一步划分为像素Pi,j及其相邻像素的第二子像素数据DG21以及第三子像素数据DG22，DG21包括每个像素的第二子像素数据DG21i,j、DG21i-1,j、DG21i+1,j、DG21i,j-1、DG21i,j+1，其中DG21i,j表示像素Pi,j的第二子像素数据，DG22包括每个像素的第三子像素数据DG22i,j、DG22i-1,j、DG22i+1,j、DG22i,j-1、DG22i,j+1，其中DG22i,j表示像素Pi,j的第三子像素数据。
S22、对于每一组子像素数据，可以通过与各自的设定阈值进行比较，判断其中每个子像素数据的明暗状态：例如子像素数据值高于或等于设定阈值则判断其明暗状态为明(BH)，低于该设定阈值则判断其明暗状态为暗(BL)。第一组子像素数据中只包括第一子像素数据，因此只需要与第一子像素的设定阈值进行比较；第二组子像素数据中包括第二子像素数据和第三子像素数据，因此需要分别与第二子像素和第三子像素的设定阈值进行比较。
例如，像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素数据DG1中，DG1i,j和DG1i+1,j大于第一子像素数据的设定阈值，DG1i-1,j、DG1i,j-1和DG1i,j+1小于该设定阈值，则DG1i,j和DG1i+1,j的明暗状态为明，DG1i-1,j、DG1i,j-1和DG1i,j+1的明暗状态为暗；
像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素数据DG2中，DG21i-1,j、DG21i+1,j和DG21i,j-1大于第二子像素的设定阈值，DG21i,j和DG21i,j+1小于第二子像素的设定阈值，则DG21i-1,j、DG21i+1,j和DG21i,j-1的明暗状态为明，DG21i,j和DG21i,j+1的明暗状态为暗；DG22i,j和DG22i,j-1大于第三子像素的设定阈值，DG22i-1,j、DG22i+1,j和DG22i,j+1小于第三子像素的设定阈值，则DG22i,j和DG22i,j-1的明暗状态为明，DG22i-1,j、DG22i+1,j和DG22i,j+1的明暗状态为暗。
S23、根据步骤S22所得每组子像素中每个子像素数据的明暗状态，可以得到像素Pi,j及其相邻像素的两组子像素的明暗状态图形SP1和SP2，每组子像素的明暗状态图形包括像素Pi,j及其相邻像素在该组子像素下的明暗状态，每个像素在子像素下的明暗状态与该像素的对应子像素数据的明暗状态相同。
像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素的明暗状态图形SP1包括每个像素在第一组子像素下的明暗状态SP1i,j、SP1i-1,j、SP1i+1,j、SP1i,j-1、SP1i,j+1，其中，SP1i,j表示像素Pi,j在第一组子像素下的明暗状态，像素Pi,j在第一组子像素下的明暗状态与其第一组子像素数据DG1i,j的明暗状态相同；
像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素的明暗状态图形SP2包括每个像素在第二组子像素下的明暗状态SP2i,j、SP2i-1,j、SP2i+1,j、SP2i,j-1、SP2i,j+1，其中，SP2i,j表示像素Pi,j在第二组子像素下的明暗状态；像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素的明暗状态图形SP2还可以进一步划分为像素Pi,j及其相邻像素的第二子像素的明暗状态图形SP21以及像素Pi,j及其相邻像素的第三组子像素的明暗状态图形SP22，SP21包括每个像素在第二子像素下的明暗状态SP21i,j、SP21i-1,j、SP21i+1,j、SP21i,j-1、SP21i,j+1，其中SP21i,j表示像素Pi,j在第二子像素下的明暗状态，SP22包括每个像素在第三子像素下的明暗状态SP22i,j、SP22i-1,j、SP22i+1,j、SP22i,j-1、SP22i,j+1，其中SP22i,j表示像素Pi,j在第三子像素下的明暗状态。
S3、选择数据渲染权值系数
根据步骤S2所得像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素的明暗状态图形SP1和第二组子像素的明暗状态图形SP2，确定像素Pi,j及其相邻像素的第一组数据渲染权值系数k1和第二组数据渲染权值系数k2，图4和图5中给出了相应的示例。
步骤S3具体包括以下步骤：
S31、根据当前像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素的明暗状态图形SP1，得到当前像素Pi,j及其相邻像素的第一组数据渲染权值系数k1，k1包括每个像素的第一组数据渲染权值系数k1i,j、k1i-1,j、k1i+1,j、k1i,j-1、k1i,j+1，其中，k1i,j表示像素Pi,j的第一组数据渲染权值系数。例如图4所示：
当像素Pi,j在第一组子像素下的明暗状态SP1i,j为明，令其第一组数据渲染权值系数k1i,j设为a，令其上下左右四个相邻像素中所有在第一组子像素下的明暗状态为明的像素的第一组数据渲染权值系数为非0，例如设为b，令其上下左右四个相邻像素中所有在第一组子像素下的明暗状态为暗的像素的第一组数据渲染权值系数为0。其中，a+nb＝1，n表示像素Pi,j相邻像素中在第一组子像素下的明暗状态为明的像素个数，在满足等式关系情况下，a、b取值可以任意选择。
当像素Pi,j在第一子像素下的明暗状态SP1i,j为暗，令其第一组数据渲染权值系数k1i,j设为a，令其上下左右四个相邻像素中所有在第一子像素下的明暗状态为暗的像素的第一组数据渲染权值系数为非0，例如设为b，令其上下左右四个相邻像素中所有在第一子像素下的明暗状态为明的像素的第一组数据渲染权值系数为0。其中，a+nb＝1，n表示像素Pi,j相邻像素中在第一子像素下的明暗状态为暗的像素个数，在满足等式关系情况下，a、b取值可以任意选择。
S32、根据当前像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素的明暗状态图形SP2，得到当前像素Pi,j及其相邻像素的第二组数据渲染权值系数k2，k2包括每个像素的第二组数据渲染权值系数k2i,j、k2i-1,j、k2i+1,j、k2i,j-1、k2i,j+1，其中，k2i,j表示像素Pi,j的第二组数据渲染权值系数；当前像素Pi,j及其相邻像素的第二组数据渲染权值系数k2还可以进一步划分为当前像素Pi,j及其相邻像素的第二数据渲染权值系数k21以及当前像素Pi,j及其相邻像素的第三数据渲染权值系数k22，k21包括每个像素的第二数据渲染权值系数k21i,j、k21i-1,j、k21i+1,j、k21i,j-1、k21i,j+1，其中k21i,j表示像素Pi,j的第二数据渲染权值系数，k22包括每个像素的第三数据渲染权值系数k22i,j、k22i-1,j、k22i+1,j、k22i,j-1、k22i,j+1，其中k22i,j表示像素Pi,j的第三数据渲染权值系数。例如图5所示：
当像素Pi,j在第二子像素下的明暗状态SP21i,j为明，令其第二数据渲染权值系数k21i,j设为a，令其上下左右四个相邻像素中所有在第二子像素下的明暗状态为明的像素的第二数据渲染权值系数为非0，例如设为b，令其上下左右四个相邻像素中所有在第二子像素下的明暗状态为暗的像素的第二数据渲染权值系数为0。其中，a+nb＝1，n表示像素Pi,j相邻像素中在第二子像素下的明暗状态为明的像素个数，在满足等式关系情况下，a、b取值可以任意选择。
当像素Pi,j在第二子像素下的明暗状态SP21i,j为暗，令其第二数据渲染权值系数k21i,j设为a，令其上下左右四个相邻像素中所有在第二子像素下的明暗状态为暗的像素的第二数据渲染权值系数为非0，例如设为b，令其上下左右四个相邻像素中所有在第二子像素下的明暗状态为明的像素的第二数据渲染权值系数为0。其中，a+nb＝1，n表示像素Pi,j相邻像素中在第二子像素下的明暗状态为暗的像素个数，在满足等式关系情况下，a、b取值可以任意选择。
当像素Pi,j在第三子像素下的明暗状态SP22i,j为明，令其第三数据渲染权值系数k22i,j设为a，令其上下左右四个相邻像素中所有在第三子像素下的明暗状态为明的像素的第三数据渲染权值系数为非0，例如设为b，令其上下左右四个相邻像素中所有在第三子像素下的明暗状态为暗的像素的第三数据渲染权值系数为0。其中，a+nb＝1，n表示像素Pi,j相邻像素中在第三子像素下的明暗状态为明的像素个数，在满足等式关系情况下，a、b取值可以任意选择。
当像素Pi,j在第三子像素下的明暗状态SP22i,j为暗，令其第三数据渲染权值系数k22i,j设为a，令其上下左右四个相邻像素中所有在第三子像素下的明暗状态为暗的像素的第三数据渲染权值系数为非0，例如设为b，令其上下左右四个相邻像素中所有在第三子像素下的明暗状态为明的像素的第三数据渲染权值系数为0。其中，a+nb＝1，n表示像素Pi,j相邻像素中在第三子像素下的明暗状态为暗的像素个数，在满足等式关系情况下，a、b取值可以任意选择。
S4、数据渲染
根据步骤S3所得像素Pi,j及其相邻像素的第一组数据渲染权值系数k1和第二组数据渲染权值系数k2，并通过判断输入像素Pi,j的行坐标i和列坐标j，分以下两种情况进行数据渲染：
以显示面板的像素划分为位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅包含第一组子像素、位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅包含第二组子像素为例：
(1)如果像素Pi,j位于奇数行奇数列或偶数行偶数列，经过数据渲染之后，该像素仅保留当前像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素数据DG1根据第一组数据渲染权值系数k1进行加权平均的结果，而其第二组子像素数据DG2根据第二组数据渲染权值系数k2进行加权平均的结果将直接被舍弃。
特别地，如果当前像素Pi,j在第二组子像素下的明暗状态SP2i,j为明，即SP21i,j和SP21i,j均为明，且其相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1在第二组子像素下的明暗状态均为暗，即其相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1在第二子像素下的明暗状态和在第三子像素下的明暗状态均为暗，则像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素数据DG2根据第二组数据渲染权值系数k2进行加权平均的结果不能被舍弃，可以统一映射到Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1中任一相邻像素，即像素Pi,j及其相邻像素的第二子像素数据DG21根据第二数据渲染权值系数k21进行加权平均的结果以及第三子像素数据DG22根据第三数据渲染权值系数k22进行加权平均的结果统一映射到Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1中任一相邻像素。
图4是其中一个示例，这里的第一组子像素数据为G子像素数据。
(2)如果像素Pi,j位于奇数行偶数列或偶数行奇数列，经过数据渲染之后，该像素仅保留当前像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素数据DG2根据第二组数据渲染权值系数k2进行加权平均的结果，而其第一组子像素数据DG1根据第一组数据渲染权值系数k1进行加权平均的结果将直接被舍弃。
特别地，如果当前像素Pi,j在第一组子像素下的明暗状态SP1i,j为明，且其相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1在第一组子像素下的明暗状态均为暗，则像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素数据DG1根据第一组数据渲染权值系数k1进行加权平均的结果不能被舍弃，可以统一映射到Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1中任一相邻像素。
图5是其中一个示例，这里的第二组子像素数据为RB子像素数据。
步骤S4具体包括以下步骤：
所述数据渲染通过判断输入像素Pi,j的行列坐标，分两种情况进行处理：
根据当前像素Pi,j及其相邻像素的第一组子像素数据DG1(包括DG1i,j、DG1i-1,j、DG1i+1,j、DG1i,j-1、DG1i,j+1)，以及第一组数据渲染权值系数k1(包括k1i,j、k1i-1,j、k1i+1,j、k1i,j-1、k1i,j+1)，按照以下公式计算像素Pi,j的第一组像素输出数据
Figure BDA0003413433110000111
Figure BDA0003413433110000112
根据当前像素Pi,j及其相邻像素的第二组子像素数据DG2(包括DG21i,j、DG21i-1,j、DG21i+1,j、DG21i,j-1、DG21i,j+1以及DG22i,j、DG22i-1,j、DG22i+1,j、DG22i,j-1、DG22i,j+1)，以及第二组数据渲染权值系数k2(包括k21i,j、k21i-1,j、k21i+1,j、k21i,j-1、k21i,j+1以及k22i,j、k22i-1,j、k22i+1,j、k22i,j-1、k22i,j+1)，按照以下公式计算像素Pi,j的第二组像素输出数据
Figure BDA0003413433110000121
像素Pi,j的第二组像素输出数据/>
Figure BDA0003413433110000122
包括第二像素输出数据/>
Figure BDA0003413433110000123
和第三像素输出数据/>
Figure BDA0003413433110000124
Figure BDA0003413433110000125
Figure BDA0003413433110000126
如果像素Pi,j位于奇数行奇数列或偶数行偶数列，
Figure BDA0003413433110000127
则表示经过数据渲染之后的像素Pi,j的像素输出数据OUTi,j；特别地，如果像素Pi,j在第二组子像素下的明暗状态SP2i,j为明，且其相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1在第二组子像素下的明暗状态均为暗，假设该情况下像素Pi,j的第二组像素输出数据统一映射到其右相邻像素Pi,j+1，由于像素Pi,j+1位于奇数行偶数列或偶数行奇数列，则像素Pi,j+1的像素输出数据OUTi,j+1包括：
Figure BDA0003413433110000128
Figure BDA0003413433110000129
如果像素Pi,j位于奇数行偶数列或偶数行奇数列，
Figure BDA00034134331100001210
则表示经过数据渲染之后的Pi,j的像素输出数据OUTi,j；特别地，如果像素Pi,j在第一组子像素下的明暗状态SP1i,j为明，且其相邻像素Pi-1,j、Pi+1,j、Pi,j-1、Pi,j+1在第一组子像素下的明暗状态均为暗，假设该情况下像素Pi,j的第一组像素输出数据统一映射到其右相邻像素Pi,j+1，由于像素Pi,j+1位于奇数行奇数列或偶数行偶数列，则像素Pi,j+1的像素输出数据OUTi,j+1为/>
Figure BDA00034134331100001211
Figure BDA0003413433110000131
按照这种分类方法，相邻两个像素经过数据渲染后将包含不同的子像素，例如：奇数行奇数列和偶数行偶数列包含G子像素，则奇数行偶数列和偶数行奇数列包含RB子像素。因此，显示器只需要M×N×3/2个子像素就可以显示M×N分辨率的输入图像(运用渲染算法后一个完整的像素要么包括2个子像素，要么包括1个子像素，平均为1.5个子像素)，例如图2中可以仅用24个子像素，显示分辨率为4×4的输入图像。
图6-图8是本发明横条纹、竖条纹及斜线的显示效果示意图，线条边界清晰，没有丢失图像信息，几乎可以达到传统RGB条纹式排列几乎相同的显示效果。
综上所述，应用本发明的RGB_Delta排列显示器在实现相同分辨率下，子像素数量可以比传统条纹式RGB排列显示器减少1/2，即在相同分辨率下，应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器的显示面积可以进一步缩小，或者说在相同显示面积下，应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器的分辨率可以进一步提高。本发明根据输入像素行列坐标将像素分为两类，经过数据渲染后，第一类像素仅保留该像素及其上下左右四个相邻像素的第一组子像素数据信息，第二类像素仅保留该像素及其上下左右四个相邻像素的第二组子像素数据信息，从而达到减少一半子像素数量的目的。
而通过检测输入像素及其上下左右四个相邻像素构成的子像素数据的明暗状态图形选择合适的数据渲染权值系数，可使本发明在显示条纹、字符、斜线等图形时达到和传统RGB条纹式排列几乎相同的显示效果。具体的，按照本发明的像素划分，任意一个像素与它上下左右四个相邻像素所包含的子像素颜色都是不同的，那么对于任意一个发光的像素，如果它上下左右四个相邻像素中有一个像素发光，就可以借用其相邻像素发光的颜色来弥补其所缺失的子像素颜色，达到与RGB排列完全相同的效果，例如横条纹、竖条纹、双点点阵等大部分图像；特别地，如果它上下左右四个相邻像素中没有像素发光，则通过本文的渲染方法可以将当前像素缺失的颜色映射到其任一相邻像素显示，例如斜线等小部分图像；因此应用本发明所述子像素渲染方法的RGB-Delta排列显示器可以在减少一半子像素数量的基础上，仍然达到接近传统条纹式RGB排列显示器的显示效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获取图像像素数据
读取RGB图像中每个像素的第一子像素数据、第二子像素数据和第三子像素数据，根据显示面板的像素划分将子像素分成两组，其中第一组子像素包括第一子像素，第二组子像素包括第二子像素和第三子像素；
S2：检测像素的明暗状态图形
将RGB图像中每个像素的子像素数据分别与对应子像素的设定阈值进行比较，得到每个像素的每个子像素数据的明暗状态，进而得到当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形；
S3：数据渲染权值系数选择
根据当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，得到当前像素及其上下左右相邻像素对应该子像素的数据渲染权值系数；
S4：数据渲染
根据当前像素的行坐标与列坐标，以及当前像素及其上下左右相邻像素的在每个子像素下的明暗状态图形，通过子像素数据及其对应的数据渲染权值系数计算当前像素的像素输出数据值。
2.根据权利要求1所述的一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，其特征在于，步骤S1中，显示面板上位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅包含第一组子像素和第二组子像素中的一组子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅包含第一组子像素和第二组子像素中的另一组子像素。
3.根据权利要求2所述的一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，其特征在于，步骤S2包括：
针对RGB图像中每个像素的每个子像素，若该子像素数据值高于或等于该子像素的设定阈值，则判断该像素的该子像素数据为状态明，否则，判断该像素的该子像素数据为状态暗；
每个像素的每个子像素数据的明暗状态与该像素在该子像素下的明暗状态相同；
当前像素及其上下左右四个相邻像素的每个子像素的明暗状态图形包括当前像素及其上下左右四个相邻像素在该子像素下的明暗状态。
4.根据权利要求3所述的一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，其特征在于，若当前像素的上下左右相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补第一子像素数据、第二子像素数据和第三子像素数据均为0的像素。
5.根据权利要求3所述的一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，其特征在于，步骤S3中，在每个子像素下，设当前像素的数据渲染权值系数为a；
上下左右相邻像素中与当前像素的明暗状态相同的像素的数量为n，其数据渲染权值系数为b，且b≠0；
上下左右相邻像素中与当前像素的明暗状态不同的像素的数据渲染权值系数为0；
a、n、b满足：a+nb＝1。
6.根据权利要求5所述的一种用于RGB-Delta排列的子像素渲染方法，其特征在于，步骤S4包括：
根据当前像素及其上下左右相邻像素的第一子像素数据以及对应的数据渲染权值系数得到第一组像素输出数据
Figure FDA0003963102660000021
Figure FDA0003963102660000022
其中，DG1i,j、DG1i-1,j、DG1i+1,j、DG1i,j-1、DG1i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第一子像素数据，k1i,j、k1i-1,j、k1i+1,j、k1i,j-1、k1i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第一子像素的数据渲染权值系数；
根据当前像素及其上下左右相邻像素的第二子像素数据、第三子像素数据以及对应的数据渲染权值系数得到第二组像素输出数据
Figure FDA0003963102660000023
包括第二像素输出数据
Figure FDA0003963102660000024
和第三像素输出数据
Figure FDA0003963102660000025
Figure FDA0003963102660000026
Figure FDA0003963102660000027
其中，DG21i,j、DG21i-1,j、DG21i+1,j、DG21i,j-1、DG21i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第二子像素数据，k21i,j、k21i-1,j、k21i+1,j、k21i,j-1、k21i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第二子像素的数据渲染权值系数；DG22i,j、DG22i-1,j、DG22i+1,j、DG22i,j-1、DG22i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素的第三子像素数据，k22i,j、k22i-1,j、k22i+1,j、k22i,j-1、k22i,j+1为当前像素及其上下左右相邻像素对应第三子像素的数据渲染权值系数；
判断当前像素所在行和列的位置，当前像素的像素输出数据为显示面板上对应行和列包含的一组子像素对应的一组像素输出数据，其中，第一组子像素对应第一组像素输出数据，第二组子像素对应第二组像素输出数据；
若当前像素在显示面板上对应行和列不包含的一组子像素下的明暗状态为状态明，其上下左右相邻像素在该组子像素下的明暗状态均为状态暗，则当前像素对应该组子像素的一组像素输出数据映射到上下左右相邻像素中的一个像素，所述映射到的相邻像素的像素输出数据为该像素对应该组子像素的一组像素输出数据加上映射的像素输出数据。
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