CN115314693B - 彩色边缘弱化方法、数据处理模块、传输系统及控制系统 - Google Patents

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Abstract

彩色边缘弱化方法、数据处理模块、传输系统及控制系统，涉及虚拟显示技术领域，解决了GB‑BR‑RG像素排列方式显示中锐利边缘颜色失真的问题。所述方法包括：像素倍增的数据处理过程中，计算标志信号为高的时钟周期内进行复用计算的同时对当前列像素和相邻列像素亮度值做判断，若当前列像素小于相邻左列或右列的亮度值的特定倍数，则判定当前列为黑线或边缘列，对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素补亮度，赋值给输出数据；若相邻左列或右列像素小于当前列像素亮度值的特定倍数，则判定相邻左列或者右列为黑线或边缘列，并对当前列对应的复用计算后的中心子像素降亮度，赋值给输出数据；否则直接将复用后的亮度赋值给输出数据。

Description

彩色边缘弱化方法、数据处理模块、传输系统及控制系统
技术领域
本发明涉及虚拟显示技术领域，具体涉及一种基于像素倍增技术的彩色边缘弱化技术。
背景技术
亚像素复用技术是LED显示器的感知分辨率提升技术中的一种重要技术，它将每一个亚像素的灯点被周围的若干个虚拟的像素点所共用，以类似于将原本的图像数据做平滑滤波然后缩放的方法，实现在LED显示器上显示出超出显示器物理分辨率的图像，以增大感知分辨率。
在像素复用的实现过程中，虚拟的像素复用数据处理是必不可少的过程，将原来的数据量减少以实现在更小的显示模块上显示出视频源图像。例如中国专利文件《像素倍增显示屏的数据传输系统、控制系统、方法和装置》（公开号为CN115132133A，公开日为2022年9月30日）中记载了采用GB-BR-RG像素排列方式显示屏的像素倍增数据处理步骤，处理后在输出端以实像素的形式输出，让接收卡以实像素的显示方式达到虚拟像素的显示效果，节省了接收卡的数据处理能力。但是这种采用GB-BR-RG像素排列方式的显示屏，在显示时会出现锐利边缘颜色失真的问题，严重影响显示效果。尤其是高频信号的竖直边缘，例如白色背景下的黑色单像素竖线，会呈现出紫色、黄色或者青色。附图1所示为GB-BR-RG像素排列示意图，按像素排列的规律，A、B和C分别对应画面显示白色背景下的三条单像素黑色竖线，其中A竖线以绿灯亚像素为中心，由于复用算法的加持，导致本应是0亮度值的绿亚像素两侧的红蓝亚像素此时的亮度值为半白色的亮度值，因此这条本应是黑色的单像素的竖线A显示成了紫色。同理B和C竖线分别显示成了黄色和青色。
综上，采用GB-BR-RG像素排列方式的显示屏的显示画面中锐利边缘会出现颜色失真的问题，严重影响显示效果。
发明内容
为了解决GB-BR-RG像素排列方式显示中锐利边缘颜色失真的问题，本发明提出了一种彩色边缘弱化方法、数据处理模块、传输系统及控制系统。
本发明的技术方案如下：
一种基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法，所述方法针对采用GB-BR-RG像素排列方式的像素倍增显示屏，所述方法包括：
对视频源像素数据进行像素倍增的数据处理过程中，在计算标志信号为高的时钟周期内，进行复用计算操作的同时对当前列像素和相邻列像素的亮度值做判断，若当前列像素的亮度值小于相邻左列或者右列的亮度值的特定倍数，则判定当前列为黑线列或者边缘列，并对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，然后赋值给输出数据；
若相邻左列或者右列像素的亮度值小于当前列像素亮度值的特定倍数，则判定相邻左列或者右列为黑线列或者边缘列，并对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，然后赋值给输出数据；否则直接将复用后的亮度赋值给输出数据。
优选地，所述特定倍数为1/4倍。
优选地，所述对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，具体为：将亮度补至与当前列对应的复用计算后的其他子像素亮度值的1/6~1/2；所述对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，具体为将亮度降至复用计算后的该子像素亮度值的1/2~5/6。
优选地，所述对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，具体为：将亮度补至与当前列对应的复用计算后的其他子像素亮度值的1/4；所述对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，具体为将亮度降至复用计算后的该子像素亮度值的3/4。
一种数据处理模块，包括像素倍增数据处理单元，用于对每帧数据进行像素倍增的数据处理，还用于实现如上所述的基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法。
一种像素倍增显示屏的数据传输系统，所述数据传输系统包括上位机、HDMI解码芯片、HDMI编码芯片、发送卡以及数据处理模块，其特征在于，所述数据处理模块如上述所述的数据处理模块；所述上位机用于将待显示的HDMI视频信号发送至所述HDMI解码芯片；所述HDMI解码芯片用于将所述HDMI视频信号解码，并将解码之后的数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块的像素倍增数据处理单元内部包含两个FIFO存储器，用于在每一帧数据到来以后对数据进行动态存储和读出，形成数据矩阵，再根据像素倍增数据处理算法计算单色像素数据，同时做彩色边缘弱化处理，然后赋值给输出数据，并将数据发送至HDMI编码芯片，重新编码成HDMI视频信号输出至所述发送卡。
优选地，所述数据处理模块还包括DDR3存储芯片，用于对处理后的数据进行帧缓存。
优选地，所述数据处理模块还包括同步信号生成单元，用于生成显示数据需要的行同步信号、场同步信号和使能信号，并且将从DDR3存储芯片中读出的数据与生成的信号同步。
优选地，所述解码之后的数据包括行同步信号、场同步信号、使能信号和RGB灰度数据。
一种像素倍增显示屏控制系统，包括接收卡、驱动IC以及如上所述的数据传输系统，所述接收卡用于接收经过所述数据传输系统中的发送卡分箱后的有效视频信号，然后传送给驱动IC以驱动显示屏显示。
与现有技术相比，本发明解决了GB-BR-RG像素排列方式显示中锐利边缘颜色失真的问题，具体有益效果为：
本发明提供的彩色边缘弱化方法，通过在像素倍增数据处理的同时识别黑线列或边缘列，并将该列的中心亚像素亮度提高，将其旁边的亚像素列的亮度降低，利用空间混色原理，使得二者间的亮度差距降低到人眼可以察觉到的亮度差以下，有效解决了GB-BR-RG像素排列方式显示中锐利边缘颜色失真的问题；并且本发明所述的彩色边缘弱化方法与像素倍增数据处理同时进行，不影响显示屏的控制效率。
附图说明
图1为背景技术中所述GB-BR-RG像素排列示意图；
图2为实施例1中所述对B竖线实施彩色边缘弱化方法示意图；
图3为实施例6中所述数据传输系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，下面将结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，以下实施例仅用于更好地理解本发明的技术方案，而不应理解为对本发明的限制。
实施例1.
一种基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法，所述方法针对采用GB-BR-RG像素排列方式的像素倍增显示屏，所述方法包括：
对视频源像素数据进行像素倍增的数据处理过程中，在计算标志信号为高的时钟周期内，进行复用计算操作的同时对当前列像素和相邻列像素的亮度值做判断，若当前列像素的亮度值小于相邻左列或者右列的亮度值的特定倍数，则判定当前列为黑线列或者边缘列，并对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，然后赋值给输出数据；若相邻左列或者右列像素的亮度值小于当前列像素亮度值的特定倍数，则判定相邻左列或者右列为黑线列或者边缘列，并对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，然后赋值给输出数据；否则直接将复用后的亮度赋值给输出数据。
如图2所示，现以背景技术中提到的B竖线为例对本实施例进行解释说明，即在进行复用计算操作的同时，对当前列像素和相邻列像素的亮度值做判断并按照判断结果对相应的亚像素进行补亮度或降亮度，再具体如下：
当扫描至B竖线对应的像素列的左侧像素列时，经判断相邻右列为黑线列或者边缘列，因此对该列像素对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，即对b2列做降亮度处理，最后赋值给输出数据；
当扫描至B竖线对应列的像素列，经判断当前列为黑线列或者边缘列，因此对该列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，即对b1列做补亮度处理，最后赋值给输出数据；
当扫描至B竖线对应的像素列的右侧像素列时，经判断相邻左列为黑线列或者边缘列，因此对该列像素对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，即对b3列做降亮度处理，最后赋值给输出数据；
当扫描至下一像素列时，经判断当前列和相邻列均不属于黑线列或边缘列，因此不做升降亮度的处理，直接将复用后的亮度赋值给输出数据。
本实施例提供的彩色边缘弱化方法，通过在像素复用数据处理的同时识别黑线列或边缘列，并将该列的中心亚像素亮度提高，将其旁边的亚像素列的亮度降低，利用空间混色原理，使得二者间的亮度差距降低到人眼可以察觉到的亮度差以下，在不影响显示屏的控制效率的情况下，有效解决了锐利边缘颜色失真的问题。
实施例2.
本实施例为对实施例1的进一步举例说明，其中所述特定倍数为1/4倍。
实施例3.
本实施例为对实施例1的进一步举例说明，所述对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，具体为：将亮度补至与当前列对应的复用计算后的其他子像素亮度值的1/6~1/2；所述对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，具体为将亮度降至复用计算后的该子像素亮度值的1/2~5/6。
实施例4.
本实施例为对实施例1的进一步举例说明，所述对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，具体为：将亮度补至与当前列对应的复用计算后的其他子像素亮度值的1/4；所述对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，具体为将亮度降至复用计算后的该子像素亮度值的3/4。
实施例5.
一种数据处理模块，包括像素倍增数据处理单元，用于对每帧数据进行像素倍增的数据处理，还用于实现如实施例1-4中任一项所述的基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法。
实施例6.
一种像素倍增显示屏的数据传输系统，如图3所示，所述数据传输系统包括上位机、HDMI解码芯片、HDMI编码芯片、发送卡以及数据处理模块，其特征在于，所述数据处理模块为实施例5所述的数据处理模块；所述上位机用于将待显示的HDMI视频信号发送至所述HDMI解码芯片；所述HDMI解码芯片用于将所述HDMI视频信号解码，并将解码之后的数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块的像素倍增数据处理单元内部包含两个FIFO存储器，用于在每一帧数据到来以后对数据进行动态存储和读出，形成数据矩阵，再根据像素倍增数据处理算法计算单色像素数据，同时做彩色边缘弱化处理，然后赋值给输出数据，并将数据发送至HDMI编码芯片，重新编码成HDMI视频信号输出至所述发送卡。
本实施例提供的像素倍增显示屏的数据传输系统，在上位机到发送卡之间的传输路径上实现数据的虚拟处理以及彩边弱化处理，不仅提升了显示效果，还做到了节省发送卡到接收卡之间的传输带宽、发送卡带载以及接收卡的数据处理能力，降低系统对发送卡和接收卡的要求，从而大幅度降低了成本；还减少了对应的显示屏控制装置中发送卡和接收卡之间的走线数量，使得装置箱体内部走线规整，降低短路风险且装置易于维修。
实施例7.
本实施例为对实施例6的进一步举例说明，所述数据处理模块还包括DDR3存储芯片，用于对处理后的数据进行帧缓存。
实施例8.
本实施例为对实施例7的进一步举例说明，所述数据处理模块还包括同步信号生成单元，用于生成显示数据需要的行同步信号、场同步信号和使能信号，并且将从DDR3存储芯片中读出的数据与生成的信号同步。
实施例9.
本实施例为对实施例6的进一步举例说明，所述解码之后的数据包括行同步信号、场同步信号、使能信号和RGB灰度数据。
实施例10.
一种像素倍增显示屏控制系统，包括接收卡、驱动IC以及如实施例6至9中任一项所述的数据传输系统，所述接收卡用于接收经过所述数据传输系统中的发送卡分箱后的有效视频信号，然后传送给驱动IC以驱动显示屏显示。

Claims (8)

1.一种基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法，其特征在于，所述方法针对采用GB-BR-RG像素排列方式的像素倍增显示屏，所述方法包括：
对视频源像素数据进行像素倍增的数据处理过程中，在计算标志信号为高的时钟周期内，进行复用计算操作的同时对当前列像素和相邻列像素的亮度值做判断，若当前列像素的亮度值小于相邻左列或者右列的亮度值的特定倍数，则判定当前列为黑线列或者边缘列，并对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，然后赋值给输出数据；
若相邻左列或者右列像素的亮度值小于当前列像素亮度值的特定倍数，则判定相邻左列或者右列为黑线列或者边缘列，并对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，然后赋值给输出数据；否则直接将复用后的亮度赋值给输出数据；
所述特定倍数为1/4倍；
所述对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，具体为：将亮度补至与当前列对应的复用计算后的其他子像素亮度值的1/6~1/2；所述对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，具体为将亮度降至复用计算后的该子像素亮度值的1/2~5/6。
2.根据权利要求1所述的基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法，其特征在于，所述对当前列像素对应的复用计算后的中心子像素做补亮度处理，具体为：将亮度补至与当前列对应的复用计算后的其他子像素亮度值的1/4；所述对当前列对应的复用计算后的中心子像素做降亮度处理，具体为将亮度降至复用计算后的该子像素亮度值的3/4。
3.一种数据处理模块，其特征在于，包括像素倍增数据处理单元，用于对每帧数据进行像素倍增的数据处理，还用于实现如权利要求1或2中所述的基于像素倍增技术的彩色边缘弱化方法。
4.一种像素倍增显示屏的数据传输系统，所述数据传输系统包括上位机、HDMI解码芯片、HDMI编码芯片、发送卡以及数据处理模块，其特征在于，所述数据处理模块为权利要求3所述的数据处理模块；所述上位机用于将待显示的HDMI视频信号发送至所述HDMI解码芯片；所述HDMI解码芯片用于将所述HDMI视频信号解码，并将解码之后的数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块的像素倍增数据处理单元内部包含两个FIFO存储器，用于在每一帧数据到来以后对数据进行动态存储和读出，形成数据矩阵，再根据像素倍增数据处理算法计算单色像素数据，同时做彩色边缘弱化处理，然后赋值给输出数据，并将数据发送至HDMI编码芯片，重新编码成HDMI视频信号输出至所述发送卡。
5.根据权利要求4所述的像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括DDR3存储芯片，用于对处理后的数据进行帧缓存。
6.根据权利要求5所述的像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括同步信号生成单元，用于生成显示数据需要的行同步信号、场同步信号和使能信号，并且将从DDR3存储芯片中读出的数据与生成的信号同步。
7.根据权利要求4所述的像素倍增显示屏的数据传输系统，其特征在于，所述解码之后的数据包括行同步信号、场同步信号、使能信号和RGB灰度数据。
8.一种像素倍增显示屏控制系统，其特征在于，包括接收卡、驱动IC以及如权利要求4至7中任一项所述的数据传输系统，所述接收卡用于接收经过所述数据传输系统中的发送卡分箱后的有效视频信号，然后传送给驱动IC以驱动显示屏显示。
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