CN114710651A - 图像显示方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种图像显示方法、装置及存储介质，属于图像领域。在本申请实施例中，基于微镜稳定时长和数据归零时长来确定第一基础显示时长，进而基于该第一基础显示时长来显示图像。其中，对于图像中的部分位平面上的数据，可以通过将微镜单元阵列中加载的数据进行归零之后再进行加载显示，以此来保证各个位平面上的数据的显示。由于数据归零时长小于数据加载时长，基于微镜稳定时长和数据归零时长确定出的第一基础显示时长小于基于微镜稳定时长和数据加载时长确定出的参考基础显示时长。进而使基于第一基础显示时长显示一帧图像的显示时长小于基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，从而提高图像显示的帧频。
Description
技术领域
本申请涉及图像领域，特别涉及一种图像显示方法、装置及存储介质。
背景技术
数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)是投影系统的主要器件之一。DMD包括由多个微镜单元组成的微镜单元阵列。控制设备在控制微镜单元阵列对一帧灰度等级为n的图像进行显示时，需向微镜单元加载待显示图像的n个位平面上的数据。其中，控制设备在每次向微镜单元阵列中的各个微镜单元加载完数据之后，会同时控制微镜单元阵列中的各个微镜单元基于当前加载的数据进行复位和显示。其中，每个位平面的显示时长为相邻的低位位平面的显示时长的2倍。由此可见，n个位平面中最低位平面的显示时长(也即参考基础显示时长)最短，而其他位平面的显示时长均由该参考基础显示时长决定。又由于一帧图像的显示时长由各个位平面的显示时长决定。因此可知，一帧图像的显示时长由该参考基础显示时长决定。
相关技术中，为了保证在微镜单元阵列显示当前数据的过程中能够为各个微镜单元加载完下一个位平面的数据，以使各个微镜单元在显示完当前数据之后能够立刻基于已加载的下一个位平面上的数据进行复位和显示，控制设备通常将大于或等于微镜稳定时长和数据加载时长之和的数值确定为参考基础显示时长。其中，微镜稳定时长是指微镜单元在复位之后稳定所需的时长，在微镜单元稳定的过程中不能向微镜单元中加载数据。通过上述方法确定的参考基础显示时长较长，导致一帧图像的显示时长较长，无法满足高帧频图像的显示要求。
发明内容
本申请实施例提供了一种图像显示方法、装置及存储介质，可以缩短一帧图像的显示时长，提高帧频率。所述技术方案如下：
一方面，提供一种图像显示方法，所述方法包括：
基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，所述数据归零时长是指对所述微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作所需的时长；
基于所述第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长；
基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使所述待显示图像的显示时长小于参考时长，所述多个位平面中的部分位平面上的数据是在对所述微镜单元阵列中加载的数据执行所述数据归零操作之后加载的，所述数据加载时长大于所述数据归零时长，所述参考时长是指基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，所述参考基础显示时长大于所述第一基础显示时长。
可选地，所述基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，包括：
确定所述数据加载时长和所述微镜稳定时长的总和，得到目标时长；
如果第一位平面的第一显示时长小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列显示所述第一位平面上的第一数据的过程中，对所述微镜单元阵列执行数据归零操作，并在所述第一数据显示完成之后，对所述微镜单元阵列执行复位操作，以使所述微镜单元阵列处于光关闭状态，所述第一位平面为所述多个位平面中的任一位平面；
在所述微镜单元阵列处于所述光关闭状态的情况下，为所述微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据，所述第二位平面为所述第一位平面显示之后下一个显示的位平面。
可选地，所述方法还包括：
如果所述第一显示时长不小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列对所述第一数据显示的过程中，为所述微镜单元阵列加载所述第二数据；
在所述第一数据显示完成之后，控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据。
可选地，所述基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，包括：
将所述微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为所述第一基础显示时长。
可选地，
其中，所述tc为所述数据归零时长，所述n为多个位平面的数量，所述k用于指示n个位平面中的第k个位平面，所述tl为所述数据加载时长，所述tr为复位操作所需的复位时长，所述ts为所述微镜稳定时长，m为所述n个位平面中显示时长小于所述微镜稳定时长与所述数据加载时长之和的位平面的数量。
另一方面，提供了一种图像显示装置，所述装置包括处理器，所述处理器用于：
基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，所述数据归零时长是指对所述微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作所需的时长；
基于所述第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长；
基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使所述待显示图像的显示时长小于参考时长，所述多个位平面中的部分位平面上的数据是在对所述微镜单元阵列中加载的数据执行所述数据归零操作之后加载的，所述数据加载时长大于所述数据归零时长，所述参考时长是指基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，所述参考基础显示时长大于所述第一基础显示时长。
可选地，所述处理器用于：
确定所述数据加载时长和所述微镜稳定时长的总和，得到目标时长；
如果第一位平面的第一显示时长小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列显示所述第一位平面上的第一数据的过程中，对所述微镜单元阵列执行数据归零操作，并在所述第一数据显示完成之后，对所述微镜单元阵列执行复位操作，以使所述微镜单元阵列处于光关闭状态，所述第一位平面为所述多个位平面中的任一位平面；
在所述微镜单元阵列处于所述光关闭状态的情况下，为所述微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据，所述第二位平面为所述第一位平面显示之后下一个显示的位平面。
可选地，所述处理器用于：
如果所述第一显示时长不小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列对所述第一数据显示的过程中，为所述微镜单元阵列加载所述第二数据；
在所述第一数据显示完成之后，控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据。
可选地，所述处理器用于：
将所述微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为所述第一基础显示时长。
可选地，所述处理器用于：
其中，所述tc为所述数据归零时长，所述n为多个位平面的数量，所述k用于指示n个位平面中的第k个位平面，所述tl为所述数据加载时长，所述tr为复位操作所需的复位时长，所述ts为所述微镜稳定时长，m为所述n个位平面中显示时长小于所述微镜稳定时长与所述数据加载时长之和的位平面的数量。
另一方面，提供了一种图像显示装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，所述数据归零时长是指对所述微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作所需的时长；
第二确定模块，用于基于所述第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长；
显示模块，用于基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使所述待显示图像的显示时长小于参考时长，所述多个位平面中的部分位平面上的数据是在对所述微镜单元阵列中加载的数据执行所述数据归零操作之后加载的，所述数据加载时长大于所述数据归零时长，所述参考时长是指基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，所述参考基础显示时长大于所述第一基础显示时长。
可选地，所述显示模块用于：
确定所述数据加载时长和所述微镜稳定时长的总和，得到目标时长；
如果第一位平面的第一显示时长小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列显示所述第一位平面上的第一数据的过程中，对所述微镜单元阵列执行数据归零操作，并在所述第一数据显示完成之后，对所述微镜单元阵列执行复位操作，以使所述微镜单元阵列处于光关闭状态，所述第一位平面为所述多个位平面中的任一位平面；
在所述微镜单元阵列处于所述光关闭状态的情况下，为所述微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据，所述第二位平面为所述第一位平面显示之后下一个显示的位平面。
可选地，所述显示模块还用于：
如果所述第一显示时长不小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列对所述第一数据显示的过程中，为所述微镜单元阵列加载所述第二数据；
在所述第一数据显示完成之后，控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据。
可选地，所述第一确定模块用于：
将所述微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为所述第一基础显示时长。
可选地，第一确定模块具体用于：
其中，所述tc为所述数据归零时长，所述n为多个位平面的数量，所述k用于指示n个位平面中的第k个位平面，所述tl为所述数据加载时长，所述tr为复位操作所需的复位时长，所述ts为所述微镜稳定时长，m为所述n个位平面中显示时长小于所述微镜稳定时长与所述数据加载时长之和的位平面的数量。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时实现上述所述图像显示方法的步骤。
另一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的图像显示方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
在本申请实施例中，基于微镜稳定时长和数据归零时长来确定第一基础显示时长，进而基于该第一基础显示时长来显示图像。其中，对于图像中的部分位平面上的数据，可以通过将微镜单元阵列中加载的数据进行归零之后再进行加载显示，以此来保证各个位平面上的数据的显示。由于数据归零时长小于数据加载时长，基于微镜稳定时长和数据归零时长确定出的第一基础显示时长小于基于微镜稳定时长和数据加载时长确定出的参考基础显示时长。而一帧图像的显示时长由基础显示时长决定，如此，可以保证基于第一基础显示时长显示一帧图像的显示时长小于基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，从而提高图像显示的帧频。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种图像显示方法所涉及的显示系统的架构图；
图2是本申请实施例提供的一种微镜单元的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种图像显示方法的流程图；
图4是本申请实施例提供的一种数据加载方式的示意图；
图5是本申请实施例提供的一种图像显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例进行详细的解释说明之前，先对本申请实施例涉及的系统架构进行介绍。
图1是本申请实施例提供的一种图像显示方法所涉及的显示系统的架构图。如图1所示，该显示系统包括光源1、光机单元2、投影镜头3、控制设备4和DMD5。
控制设备4可以获取DMD5包括的微镜单元阵列的微镜稳定时长和数据归零时长。在得到微镜稳定时长和数据归零时长之后，基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，并基于第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长。之后，基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和微镜稳定时长，对待显示图像中多个位平面上的数据进行显示。
示例性地，控制设备4在确定出第一基础显示时长之后，可以将第一基础显示时长作为待显示的图像的最低位平面的显示时长，对于除最低位平面之外的其他每个位平面，该位平面的显示时长为与该位平面相邻的低位平面的显示时长的2倍。如此，控制设备4可以根据最低位平面的显示时长确定出其他位平面的显示时长。另外，控制设备4还可以根据待显示图像的二进制灰度值确定出每个位平面对应的各个微镜单元的待加载数据。之后，在显示任一位平面时，控制设备4可以将该位平面对应的各个微镜单元的待加载数据加载至各个微镜单元的CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)中。之后，控制设备4同时控制各个微镜单元基于自身CMOS中存储的数据处于光打开状态或光关闭状态，并根据该位平面的显示时长控制微镜单元阵列中的微镜单元处于光打开状态或光关闭状态的时长，以实现图像的显示。
其中，微镜单元基于存储于CMOS中的数据使得自身处于光打开状态或光关闭状态的具体过程如下：
参考图2，对于DMD包括的微镜单元阵列中的任一微镜单元50，其结构如图2所示，微镜单元包括微镜501、连接层502、金属层503和CMOS层504。其中，微镜501的底面上设置有支撑柱，连接层502包括轭板5021、铰链5022、第一铰链支撑柱5023、第二铰链支撑柱5024、第一寻址电极5025和第二寻址电极5026。金属层503包括第一着陆平台5031、第二着陆平台5032、第一寻址金属板5033、第二寻址金属板5034、第一复位偏置电极5035和第二复位偏置电极5036，CMOS层504包括CMOS1和CMOS2。微镜501通过底面上的支撑柱与连接层502的轭板5021连接，轭板5021固定在铰链5022上，铰链5022的一端与第一铰链支撑柱5023连接，另一端与第二铰链支撑柱5024连接。第一铰链支撑柱5023与第一复位偏置电极5035连接，第二铰链支撑柱5024与第二复位偏置电极5036连接，第一寻址电极5025与第一寻址金属板5033的一端连接，第一寻址金属板5033的另一端与CMOS1连接，第二寻址电极5026与第二寻址金属板5034的一端连接，第二寻址金属板5034的另一端与CMOS2连接。
微镜单元50包括的第一复位偏置电极5035、第二复位偏置电极5036、第一铰链支撑柱5023、第二铰链支撑柱5024、铰链5022、轭板5021以及微镜501之间可以导电，因此，控制设备4可以通过给第一复位偏置电极5035或第二复位偏置电极5036加载偏置电压或复位电压来控制微镜501上的电压，其中，偏置电压为正电压，例如18V，复位电压为负电压，例如-14V。
从上述介绍可知，第一寻址金属板5033的一端与CMOS1连接，另一端与第一寻址电极5025连接，基于此，控制设备4可以向CMOS1中加载数据，使CMOS1基于加载的数据控制第一寻址金属板5033上的电压为第一电压或零。其中，第一电压为正电压，例如，5V。其中，当控制设备4向CMOS1中加载的二进制数为1时，CMOS1控制第一寻址金属板5033上的电压为第一电压，此时，第一寻址电极5025上的电压也为第一电压，当控制设备4向CMOS1中加载的数据为0时，CMOS1控制第一寻址金属板5033上的电压为零，此时，第一寻址电极5025上的电压也为零。
另外，在本申请实施例的微镜单元50中，CMOS1和CMOS2中加载的数据互补。也即，如果控制设备4向CMOS1中加载的数据为1时，CMOS2中将自动加载数据0，当控制设备4向CMOS1中加载的数据0时，CMOS2中将自动加载数据1。因此，当CMOS1基于数据1控制第一寻址电极5025上电压为第一电压时，CMOS2所对应的第二寻址电极5026上的电压为零，当CMOS1基于数据0控制第一寻址电极5025上电压为零时，CMOS2所对应的第二寻址电极5026上的电压为第一电压。由此可见，无论CMOS1中加载的数据为0还是1，第一寻址电极5025与第二寻址电极5026上的电压均不相同。
其中，当CMOS1中加载数据0时，第一寻址电极5025上的电压为零，第二寻址电极5026上的电压为第一电压，此时，如果控制设备4通过第一复位偏置电极5035或第二复位偏置电极5036向微镜501加载偏置电压，则第一寻址电极5025与上方的微镜501之间的电压差大于第二寻址电极5026与上方的微镜501之间的电压差，导致第一寻址电极5025与上方的微镜501之间的静电力大于第二寻址电极5026与上方的微镜501之间的静电力，基于此，处于释放状态的微镜501将带动铰链5022和轭板5021向靠近第一寻址电极5025的方向偏转，直至轭板5021与第一着陆平台5031接触，此时，从光源1出射的光束经光机单元2折射和/或反射后会入射至微镜501表面，并经微镜501表面反射后入射至光吸收器，在本申请实施例中，将光束入射至光吸收器时微镜501所处的状态称为光关闭状态。
同理，当CMSO1中加载的数据为1时，第一寻址电极5025上的电压为第一电压，第二寻址电极5026上的电压为零，微镜501上加载的电压为偏置电压，第一寻址电极5025与上方的微镜501之间的电压差小于第二寻址电极5026与上方的微镜501之间的电压差，导致第一寻址电极5025与上方的微镜501之间的静电力小于第二寻址电极5026与上方的微镜501之间的静电力，此时，处于释放状态的微镜501将带动铰链5022和轭板5021向靠近第二寻址电极5026的方向偏转，直至轭板5021与第二着陆平台5032接触，此时，从光源1出射的光束经光机单元2折射和/或反射后仍会入射至微镜501表面，并经微镜501反射后入射至投影镜头3，在本申请实施例中，将光束入射至投影镜头3时，微镜501所处的状态称为光打开状态。
需要说明的是，微镜501处于光关闭状态或光打开状态至显示时长之后，控制设备可以通过第一复位偏置电极5035或第二复位偏置电极5036向微镜501加载复位电压来使微镜501释放以结束当前数据的显示。在微镜501释放之后，再向微镜501上加载偏置电压控制微镜501再次发生偏转，以实现下一个数据的显示，重复这一过程来实现一帧图像的显示。
其中，微镜501从当前时刻所处的光打开状态或光关闭状态恢复至微镜释放，并从原状态偏转至下一个光打开状态或光关闭状态的过程为微镜的复位，微镜501复位所用的时长为微镜复位时长，也即，在微镜复位过程中，控制设备4不能向CMOS1中加载数据。
接下来对本申请实施例提供的图像显示方法进行介绍。
图3是本申请实施例提供的一种图像显示方法。该方法可以应用于上述实施例介绍的控制设备中。如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤301：基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长。
在本申请实施例中，微镜单元中的微镜在复位之后，微镜中的轭板会与第一着陆平台或第二着陆平台接触，在轭板与第一着陆平台或第二着陆平台接触之后，微镜需要一个稳定的过程，在微镜的稳定过程中，控制设备依然不能向微镜单元包括的CMOS1中加载数据，在本申请实施例中，将微镜稳定过程所用的时长称为微镜稳定时长。控制设备可以根据DMD的型号确定微镜稳定时长，例如，对于分辨率为1920*1080的DMD，其微镜稳定时长为8us。
另外，数据归零时长是指对微镜单元阵列中的各个微镜单元中加载的数据执行数据归零操作所需的时长。其中，数据归零时长与DMD中包括的微镜单元的数量有关，DMD中包括的微镜单元的数量越多，其数据归零时长越长。例如，对于分辨率为1920*1080的DMD，其数据归零时长为0.5625us。
示例性地，控制设备在得到数据归零时长之后，可以先判断数据归零时长是否满足下述公式(1)，如果满足，则根据微镜稳定时长和数据归零时长确定第一基础显示时长。
其中，tc为数据归零时长，n为多个位平面的数量，k用于指示n个位平面中的第k个位平面，tl为数据加载时长，tr为复位操作所需的复位时长，ts为微镜稳定时长，m为n个位平面中显示时长小于微镜稳定时长与数据加载时长之和的位平面的数量。
在一种实现方式中，控制设备确定数据归零时长满足上述条件之后，可以将微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为第一基础显示时长。
例如，对于分辨率为1920*1080的DMD，其微镜稳定时长为8us，数据归零时长为0.5625us，如果满足上述公式(1)，则第一基础显示时长为8.5625us。
可选地，控制设备也可以将大于微镜稳定时长和数据归零时长的总和的一个数值作为第一基础显示时长。在这种情况下，该第一基础显示时长与微镜稳定时长之间的差值，也即第一差值满足下述公式(2)所示的条件。
其中，T为第一差值，n为多个位平面的数量，k用于指示n个位平面中的第k个位平面，tl为数据加载时长，tr为复位操作所需的复位时长，ts为微镜稳定时长，m为n个位平面中显示时长小于微镜稳定时长与数据加载时长之和的位平面的数量。
步骤302：基于第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长。
控制设备还可以根据微镜单元阵列待显示的图像的灰度等级来确定多个位平面，其中，多个位平面的数量等于灰度等级。
示例性地，假设微镜单元阵列待显示的图像的灰度等级为8bit，则说明微镜单元阵列待显示的图像中的每个像素点的灰度值可以通过一个8比特的二进制数来表示，在这种情况下，即可以确定待显示的图像对应8个位平面。此时，该图像的每个像素点的二进制灰度值中按照从低到高的顺序的第一个比特数据组成第一个位平面，第二个比特数据组成第二个位平面，以此类推。
在一种实现方式中，控制设备可以将第一基础显示时长作为待显示的图像的第一个位平面的显示时长，对于除第一个位平面之外的其他每个位平面，该位平面的显示时长为与该位平面相邻的前一个位平面的显示时长的2倍。基于此，控制设备在得到第一个位平面的显示时长之后，可以根据第一个位平面的显示时长，确定出其他各个位平面的显示时长。
示例性地，假设第一基础显示时长为8.5625us，则可以将第一个位平面的显示时长设置为8.5625us，此时，第二个位平面的显示时长为第一个位平面的显示时长的2倍，为17.125us，以此类推，第三个位平面到第八个位平面的显示时长分别为34.25us、68.5us、137us、274us、548us、1096us。
步骤303：基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和微镜稳定时长，对待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使待显示图像的显示时长小于参考时长。
其中，数据加载时长是指为微镜单元阵列加载数据所需的时长。
示例性地，控制设备可以根据DMD的分辨率确定出微镜单元阵列中包括的微镜单元的总数量，根据数据传输总线位宽和时钟周期确定出一个时钟周期能够加载的微镜单元的数量。之后，根据微镜单元阵列包括的微镜单元的总数量和一个时钟周期能够加载的微镜单元的数量确定出为微镜单元阵列中的各个微镜单元加载完数据所需的时钟周期的数量，再根据一个时钟周期的时长计算出为微镜单元阵列中的各个微镜单元加载完数据所需的数据加载时长。
例如，对于分辨率为1920*1080的DMD，包括的微镜单元的总数量为1080*1920，采用64比特的数据传输总线，并采用DDR(Double Data Rate，双倍数据速率)数据传输方式，可以在一个时钟周期内传输两次数据，也即，在一个时钟周期内可以传输128比特的数据，这样，一个时钟周期就能够为128个微镜单元加载数据。加载完1080*1920个微镜单元所需的时钟周期为16200，一个时钟周期的时长为2.5ns，因此，加载完1080*1920个微镜单元所需的数据加载时长为40.5us。
控制设备在得到待显示图像中的每个位平面的显示时长、数据加载时长和微镜稳定时长之后，可以将数据加载时长和微镜稳定时长的总和作为目标时长，进而基于该目标时长和各个位平面的显示时长，为微镜单元阵列加载相应位平面上的数据。其中，待显示图像中的多个位平面中的部分位平面上的数据是在对微镜单元阵列中加载的前一个显示的位平面的数据执行数据归零操作后加载的。其中，上述的部分位平面是指显示时长小于目标时长的位平面。
接下来以加载多个位平面中的任一位平面上的数据为例来对该过程进行介绍，为了方便描述，将该位平面称为第一位平面。
示例性地，控制设备可以将第一位平面的显示时长，也即第一显示时长与目标时长进行比较，如果第一显示时长小于目标时长，则说明不能在第一显示时长内为微镜单元阵列中的各个微镜单元加载完第二数据，因此，可以在微镜单元阵列显示第一位平面上的第一数据的过程中，对微镜单元阵列执行数据归零操作，并在第一数据显示完成之后，对微镜单元阵列执行复位操作，以使微镜单元阵列处于光关闭状态。从上述介绍可知，当微镜单元阵列处于光关闭状态的情况下，微镜单元阵列中的各个微镜单元可以将入射光束反射至光吸收器，使从光源出射的光束被光吸收器所吸收，由于在光关闭状态下，光源出射的光束不会到达投影镜头，也就不会对所显示的图像的像素值产生影响。因此，可以在微镜单元阵列处于光关闭状态的情况下为微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制微镜单元阵列显示第二数据。其中，第二位平面为第一位平面显示之后下一个要显示的位平面。
示例性地，控制设备在确定出第一位平面的第一显示时长小于目标时长之后，可以在微镜单元阵列包括的微镜单元显示第一数据的过程中，通过数据归零指令将微镜单元阵列包括的各个微镜单元中的CMOS1中的数据均置为0，相应地，微镜单元下方的CMOS2中将自动加载数据1。在将各个微镜单元的CMOS1中的数据均置为0之后，控制设备可以在微镜单元阵列对第一数据的显示时长达到第一显示时长之后，向各个微镜单元中的微镜加载复位电压，使微镜释放，在微镜释放后，向各个微镜单元的微镜加载偏置电压，并控制各个微镜单元基于CMOS1中加载的0和微镜上加载的偏置电压进行偏转，也即，控制各个微镜单元中的微镜向靠近第一寻址电极的方向发生偏转，至各个微镜单元处于光关闭状态。在各个微镜单元处于光关闭状态的时长等于微镜稳定时长之后，也即，各个微镜单元中的微镜稳定之后，向微镜单元阵列包括的各个微镜单元的CMOS1中加载第二数据的时长。当控制设备为微镜单元阵列中的各个微镜单元加载完第二数据之后，再次向各个微镜单元的微镜加载复位电压，使各个微镜单元的微镜再次释放，在各个微镜单元的微镜释放之后，再次向各个微镜单元的微镜加载偏置电压，使各个微镜单元的微镜可以基于CMOS1中加载的第二数据和微镜上加载的偏置电压再次进行偏转以显示CMOS1中加载的第二数据。
如果第一显示时长不小于目标时长，则说明控制设备可以在第一显示时长内为微镜单元阵列中的各个微镜单元加载完第二数据，此时，控制设备就可以在微镜单元阵列对第一数据显示的过程中，为微镜单元阵列加载第二数据；在第一数据显示完成之后，控制微镜单元阵列显示第二数据。
示例性地，控制设备在确定出第一位平面上的第一显示时长不小于目标时长之后，可以计算第一显示时长与微镜稳定时长的差值，得到第二差值，如果第二差值等于数据加载时长，则在微镜稳定之后立刻向微镜单元阵列中的微镜单元加载第二数据，如果第一差值大于数据加载时长，则可以在微镜稳定之后，且剩余显示时长不小于数据加载时长的任何时刻，向微镜单元阵列中的微镜单元加载第二数据。控制设备在向微镜单元阵列包括的各个微镜单元加载完第二数据之后，可以判断第一数据的显示时长是否达到第一显示时长，如果达到第一显示时长，则确定第一数据显示完成。在确定第一数据显示完成之后，立刻向各个微镜单元的微镜加载复位电压，使各个微镜单元的微镜释放，在各个微镜单元的微镜释放后，立刻向各个微镜单元的微镜加载偏置电压，使各个微镜单元的微镜基于已加载的第二数据和偏置电压显示第二数据。
对于待显示图像中的各个位平面，控制设备可以参考上述方法依次显示各个位平面上的数据。需要说明的是，各个位平面的显示顺序可以与各个位平面所对应的二进制灰度值的比特位的高低顺序相同，也可以不同。
接下来通过一个具体的例子对本申请实施例提供的图像显示方法的实现过程进行说明。
参考图4，例如，假设DMD的分辨率为1920*1080，则微镜稳定时长为8us，数据归零时长为0.5625us，数据加载时长为40.5us。如果待显示的图像的灰度等级为8bit，则有8个位平面，将微镜稳定时长与数据归零时长之和作为第一基础显示时长，也即，第一基础显示时长为8.5625us。在此基础上，第一个位平面至第八个位平面的显示时长分别为8.5625us、17.125us、34.25us、68.5us、137us、274us、548us、1096us。在显示待显示图像的过程中，控制设备首先向微镜单元阵列中的各个微镜单元加载第一个位平面上的数据，所需的数据加载时长为40.5us，控制设备在向各个微镜单元加载完第一个位平面上的数据之后，控制各个微镜单元基于自身CMOS1中存储的数据和微镜上的偏置电压开始偏转，偏转至光打开状态或光关闭状态所需时长为微镜复位时长，假设微镜复位时长为5us。之后，对第一个位平面上的数据进行显示，显示时长为8.5625us，由于第一个位平面的显示时长8.5625us小于微镜稳定时长与数据加载时长之和48.5us，因此，在微镜稳定8us后，控制设备开始执行归零操作，也即，将各个微镜单元的CMOS1中存储的第一个位平面上的数据置为0，在将各个微镜单元的微镜的CMOS1中的数据置为0之后，对各个微镜单元执行复位操作，复位时长为5us。之后，控制各个微镜单元基于CMOS1中加载的0和偏置电压处于光关闭状态，在微镜单元处于光关闭状态并稳定8us后开始向各个微镜单元的CMOS1中加载第二个位平面上的数据，在各个微镜单元加载完第二个位平面上的数据之后，再次控制各个微镜单元进行复位，之后，显示第二个位平面上的数据，显示时长为17.125us。
由于第二个位平面的显示时长17.125us依然小于微镜稳定时长与数据加载时长之和48.5us，因此，在显示第二个位平面上的数据的过程中依然需要执行归零操作，并在微镜处于光关闭状态时为各个微镜单元加载第三个位平面上的数据，之后，复位并进行第三个位平面上的数据的显示。由于第三个位平面的显示时长34.25us依然小于微镜稳定时长与数据加载时长之和，因此，还需要重复上述过程进行第四个位平面上的数据的加载和显示。由于第四个位平面的显示时长为68.5us，大于微镜稳定时长与数据加载时长之和48.5us，因此，控制设备可以在微镜单元阵列显示第四个位平面上的数据时为各个微镜单元加载第五个位平面上的数据。由于第五个位平面至第八个位平面的显示时长均大于微镜稳定时长与数据加载时长之和，因此，可以在显示当前位平面上的数据时进行下一个位平面的数据的加载，直至显示完一帧图像为止。
从上述的显示过程可以计算出，显示一帧图像所需的显示时长等于2383.9375us，因此，图像的最大显示帧频可以达到419Hz，能够满足高频图像的显示要求。
在本申请实施例中，基于微镜稳定时长和数据归零时长来确定第一基础显示时长，进而基于该第一基础显示时长来显示图像。其中，对于图像中的部分位平面上的数据，可以通过将微镜单元阵列中加载的数据进行归零之后再进行加载显示，以此来保证各个位平面上的数据的显示。由于数据归零时长小于数据加载时长，基于微镜稳定时长和数据归零时长确定出的第一基础显示时长小于基于微镜稳定时长和数据加载时长确定出的参考基础显示时长。而一帧图像的显示时长由基础显示时长决定，如此，可以保证基于第一基础显示时长显示一帧图像的显示时长小于基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，从而提高图像显示的帧频。
接下来，对本申请实施例提供的图像显示装置进行介绍。
参见图5，本申请实施例提供了一种图像显示装置500，装置500包括：
第一确定模块501，用于基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，数据归零时长是指对微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作所需的时长；
第二确定模块502，用于基于第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长；
显示模块503，用于基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和微镜稳定时长，对待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使待显示图像的显示时长小于参考时长，该多个位平面中的部分位平面上的数据是在对微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作之后加载的，数据加载时长大于数据归零时长，参考时长是指基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，参考基础显示时长大于第一基础显示时长。
可选地，显示模块503用于：
确定数据加载时长和微镜稳定时长的总和，得到目标时长；
如果第一位平面的第一显示时长小于目标时长，则在微镜单元阵列显示第一位平面上的第一数据的过程中，对微镜单元阵列执行数据归零操作，并在第一数据显示完成之后，对微镜单元阵列执行复位操作，以使微镜单元阵列处于光关闭状态，第一位平面为多个位平面中的任一位平面；
在微镜单元阵列处于光关闭状态的情况下，为微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制微镜单元阵列显示第二数据，第二位平面为第一位平面显示之后下一个显示的位平面。
可选地，显示模块503还用于：
如果第一显示时长不小于目标时长，则在微镜单元阵列对第一数据显示的过程中，为微镜单元阵列加载第二数据；
在第一数据显示完成之后，控制微镜单元阵列显示第二数据。
可选地，第一确定模块501用于：
将微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为第一基础显示时长。
可选地，第一确定模块501具体用于：
其中，tc为数据归零时长，n为多个位平面的数量，k用于指示n个位平面中的第k个位平面，tl为数据加载时长，tr为复位操作所需的复位时长，ts为微镜稳定时长，m为n个位平面中显示时长小于微镜稳定时长与数据加载时长之和的位平面的数量。
综上所述，在本申请实施例中，基于微镜稳定时长和数据归零时长来确定第一基础显示时长，进而基于该第一基础显示时长来显示图像。其中，对于图像中的部分位平面上的数据，可以通过将微镜单元阵列中加载的数据进行归零之后再进行加载显示，以此来保证各个位平面上的数据的显示。由于数据归零时长小于数据加载时长，基于微镜稳定时长和数据归零时长确定出的第一基础显示时长小于基于微镜稳定时长和数据加载时长确定出的参考基础显示时长。而一帧图像的显示时长由基础显示时长决定，如此，可以保证基于第一基础显示时长显示一帧图像的显示时长小于基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，从而提高图像显示的帧频。
需要说明的是，上述实施例提供的图像显示装置在进行图像显示时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的图像显示装置与图像显示方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
以上所述并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种图像显示方法，其特征在于，所述方法包括：
基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，所述数据归零时长是指对所述微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作所需的时长；
基于所述第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长；
基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使所述待显示图像的显示时长小于参考时长，所述多个位平面中的部分位平面上的数据是在对所述微镜单元阵列中加载的数据执行所述数据归零操作之后加载的，所述数据加载时长大于所述数据归零时长，所述参考时长是指基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，所述参考基础显示时长大于所述第一基础显示时长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，包括：
确定所述数据加载时长和所述微镜稳定时长的总和，得到目标时长；
如果第一位平面的第一显示时长小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列显示所述第一位平面上的第一数据的过程中，对所述微镜单元阵列执行数据归零操作，并在所述第一数据显示完成之后，对所述微镜单元阵列执行复位操作，以使所述微镜单元阵列处于光关闭状态，所述第一位平面为所述多个位平面中的任一位平面；
在所述微镜单元阵列处于所述光关闭状态的情况下，为所述微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据，所述第二位平面为所述第一位平面显示之后下一个显示的位平面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述第一显示时长不小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列对所述第一数据显示的过程中，为所述微镜单元阵列加载所述第二数据；
在所述第一数据显示完成之后，控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，包括：
将所述微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为所述第一基础显示时长。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，
其中，所述tc为所述数据归零时长，所述n为多个位平面的数量，所述k用于指示n个位平面中的第k个位平面，所述tl为所述数据加载时长，所述tr为复位操作所需的复位时长，所述ts为所述微镜稳定时长，m为所述n个位平面中显示时长小于所述微镜稳定时长与所述数据加载时长之和的位平面的数量。
6.一种图像显示装置，其特征在于，所述装置包括处理器，所述处理器用于：
基于微镜稳定时长和数据归零时长，确定第一基础显示时长，所述数据归零时长是指对所述微镜单元阵列中加载的数据执行数据归零操作所需的时长；
基于所述第一基础显示时长，确定待显示图像的多个位平面中每个位平面的显示时长；
基于每个位平面的显示时长、数据加载时长和所述微镜稳定时长，对所述待显示图像中多个位平面上的数据进行显示，以使所述待显示图像的显示时长小于参考时长，所述多个位平面中的部分位平面上的数据是在对所述微镜单元阵列中加载的数据执行所述数据归零操作之后加载的，所述数据加载时长大于所述数据归零时长，所述参考时长是指基于参考基础显示时长显示一帧图像的显示时长，所述参考基础显示时长大于所述第一基础显示时长。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器用于：
确定所述数据加载时长和所述微镜稳定时长的总和，得到目标时长；
如果第一位平面的第一显示时长小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列显示所述第一位平面上的第一数据的过程中，对所述微镜单元阵列执行数据归零操作，并在所述第一数据显示完成之后，对所述微镜单元阵列执行复位操作，以使所述微镜单元阵列处于光关闭状态，所述第一位平面为所述多个位平面中的任一位平面；
在所述微镜单元阵列处于所述光关闭状态的情况下，为所述微镜单元阵列加载第二位平面上的第二数据，并控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据，所述第二位平面为所述第一位平面显示之后下一个显示的位平面。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器用于：
如果所述第一显示时长不小于所述目标时长，则在所述微镜单元阵列对所述第一数据显示的过程中，为所述微镜单元阵列加载所述第二数据；
在所述第一数据显示完成之后，控制所述微镜单元阵列显示所述第二数据。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器用于：
将所述微镜稳定时长和数据归零时长的总和作为所述第一基础显示时长。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时实现权利要求1-5任一所述图像显示方法。
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- 2022-03-28 CN CN202210314704.0A patent/CN114710651B/zh active Active
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