CN1556515A - Led组合虚拟象素及其实用算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED组合虚拟象素排列及其实用算法，其特征之一是：一个象素点的像由三基色确定，即只用R、G、B三管排列，组成组合虚拟像素的基本排列方法。其特征之二是：将源图中源象素的值经过组合运算得到屏幕上对应处LED管的值。源的数据流是：从X方向逐点流形成行，再从Y方向流形成帧。对于偶行，将前一象素点1的值与后一象素点2的值相加取均值，对于奇行，直接将象素点3的值存储。经过本发明上述处理后，屏幕的结构十分简单，如同单色屏一样。1个具有M×N个物理像素的显示屏可以得到约8×M×N分辨率的显示效果。本发明还提出了该算法的逻辑结构，它能将由计算机输出的原始数据，经予流水处理得到与屏幕上相对应的LED管的组合值。

Description

LED组合虚拟象素及其实用算法

技术领域：

本发明是一种LED显示屏象素设计中组合虚拟象素技术及其实用算法，主要应用全彩色LED显示屏。

背景技术：

基本概念1

1.LED显示屏能实时显示计算机CRT上的图象，称之为同屏显示。我们将计算机方称为“源”，显示屏方称为“屏”，则LED显示屏的显示即“源”图象向“屏”的映射。

2.图象是由“象素”组成的。源图象向屏的映射实质上是源象素向屏象素的映射。

3.象素是图象中的一个象点，它的色彩属性由R、G、B三基色的取值确定，源象素R、G、B的值各由8位表示。

4.如果屏象素由单色LED管组成，则源—→屏的映射只有256种取值，是单色的；如果屏象素由双色LED管组成(如R、G)，则源—>屏的映射有64K种取值，是伪彩色的；如果屏象素由三基色LED管组成，则源—>屏的映射有16M种取值，为真彩色。

5.象素的色彩属性只与组成象素的LED管的基色取值有关，而与组成象素的LED管的数量无关。

基本概念2

屏象素——实象素、虚象素、组合象素。

1、称由基色LED管组成的象素为物理象素，一般它是集聚放置的，如图1所示。这种情况称为实象素映射。

2、人们将屏上的物理象素分散均匀排列，每个物理象素由四管三基色组成，如图2所示。

由图3可以看出，在两个物理象素之间存在着一个由RGB三基色组成的区域，它客观上也形成了一个“象”，只不过这个象没有源—>屏的映射，固称为“虚拟象素”；相应地我们称有源—>屏映射的象素为“实象素”。这样，将一行上N个源象素映射到N个物理象素，会得到N个实象素和N-1个虚象素，共计2N-1个屏象素。这种由N个源象素形成2N-1个屏象素的技术称为“虚拟象素技术”。

3、对于N个物理象素，如果我们不是用N个源素，而是用2N-1个源象素去映射它，即图3中的N个实象素和N-1个虚象素都有一个相对应的源象素映射，形成图4，我们称这种屏象素为“组合象素”，这种技术技术称为“组合象素技术”。如此称谓是因为除边界以外的每一LED管为与它相邻的4个象素所共有，它的值与这4个象素有关，只有“组合”这4个象素才能得到该管的值。

4、一个由M×N个物理象素组成的显示屏，用实象素映射技术，其分辨率为M×N；用虚拟象素映射技术，其分辨率则为(2M-1)×(2N-1)，约为用实象素映射技术分辨率的4倍，因而图象质量较前者高。如果采用组合象素映射技术，虽然分辨率也为(2M-1)×(2N-1)，然而其每一个屏象素都有一个源象素映射，它是“实”的，而不是“虚”的，因此采用组合象素映射技术的图象质量又要比采用虚拟象素映射技术的图象质量高。

可以看出，对于同样的图象分辨率，采用组合象素映射技术或虚拟象素映射技术要比采用实象素映射技术节省3/4物理象素。

技术方案

本发明目的之一是公开一种LED组合虚拟象素排列。一种只用R、G、B三基色管，得到一种称为“组合虚拟象素”的排列方法。

每一源象素由R、G、B三基色管1、2、3按等边三角形依次排列，组成组合象素。每一圆圈代表一个源象素可映射的屏象素，X方向上任意两个组合象素之间，即两相邻圆圈重迭处都存在一个R、G、B三基色组成的虚拟象素4，由此而形成组合虚拟象素图。

为了加工方便，R、G、B三基色管按直角三角形，即纵横对齐排组成组合象素。

本发明目的之二是公开一种LED组合象素的象素组合算法。将源图中源象素的值经过运算得到屏幕上对应处LED管的值。

计算机源图象数据流特征是：从X方向逐点流形成行，再从Y方向流形成帧。

组合虚拟象素图第一行为偶行，第二行为奇行；称第一排LED管为偶数排，第二排LED管为奇数排，依此类推。将偶行与奇行象素的三个LED管，不管其颜色，只按其位置标上序号。除边界外任一LED管的值，都与上下两行和前后两点有关，算法有存储和结果两部分。

存储：对于偶行，将前一象素点2的值与后一象素点1的值相加取均值，存储。

对于奇行，直接将象素点3的值存储。可见偶行存储的是奇数排的数据，奇行存储的是偶数排的数据。

结果：对于偶行，将当前象素点3的值与前次奇行存储的偶数排队对应点的数据相加取均值输出。

对于奇行，首先将前一象素点2的值与后一象素点1的值相加取均值，接着再与前次偶行存储的奇数排对应点的数据相加取均值输出。

附图说明：

图1为由基色LED管组成的物理象素图；

图2为由四管三基色组成的物理象素图；

图3为在两个物理象素之间存在的虚拟象素图；

图4为四管组合象素图；

图5为三管排列组合虚拟象素图.

图6为X方向上任意两个组合象素之间都存在一个R、G、B三基色组成的虚拟象素

图7为采用纵横对齐排列的象素点X方向上任意两个组合象素之间都存在一个R、G、B三基色组成的虚拟象素；

图8为源图；

图9为虚拟象素技术的仿真图；

图10为组合象素技术的仿真图；

图11组合虚拟象素技术的仿真图；

图12为本发明虚拟组合象素图；

图13为本发明算法的逻辑框图。

具体实施方式：

如图6所示，X方向上任意两个组合象素之间都存在一个R、G、B三基色组成的虚拟象素.如图7为纵横对齐排列，之所以能如此是因为象素点的象是人的视觉结果。这也是本发明的象素组合算法的基础。

对于M×N个源象素点的源图象，用4管排列的组合象素技术，它将映射成M×N个屏象素(组合象素)的屏幕图象，用3管排列的组合虚拟象素技术，则可映射成N×(2M-1)个屏象素(组合虚拟象素)屏幕图象。屏幕图象分辨率提高了一倍，屏幕显示效果将将更好。而对于一个具有M×N个物理象素点的屏幕，用4管排列的组合象素技术，只能得到4倍M×N的分辨率，用3管排列的组合虚拟象素技术，则可得到8倍M×N的分辨率。

图13为该算法的逻辑框图，它是一流水线结构，具有实时性。

经过上述运算得到的数据与屏幕上的LED管一一对应，对于一分辨率为M×N图象，它只有M×N个一基色数据，而不是三组M×N个三基色数据，因此带宽减少了2/3。这样对于后续的帧图象的存储、图象灰度平面的分离，显示数据的传输都将大幅度减少。经过上述处理后，屏幕方的结构十分简单，如同单色屏一样。对于一个具有M×N个物理像素的显示屏，采用组合像素技术能得到4倍M×N个分辨率的效果，采用本发明却能得到8倍M×N个分辨率的效果，而且减少了1/4的器材。

现有的组合象素的显示用的是四次扫描方法，不仅要求较高的扫描速度，而且驱动板设计复杂。

经过上述处理后，屏幕方的结构十分简单，如同单色屏一样。

Claims (4)

1.一种LED组合虚拟象素及其实用算法，LED组合虚拟象素排列的特征是：只用R、G、B三基色管，得到一种称为“组合虚拟象素”的排列方法，每一源象素由R、G、B三基色管(1)、(2)、(3)按等边三角形依次排列，组成组合象素，每一圆圈代表一个源象素可映射的屏象素，X方向上任意两个组合象素之间，即两相邻圆圈重迭处都存在一个R、G、B三基色组成的虚拟象素(4)，由此而形成组合虚拟象素图。

2.如权利要求1所述的一种LED组合虚拟象素及其实用算法，其特征是：LED组合虚拟象素排列中，R、G、B三基色管按直角三角形，即纵横对齐排组成组合象素。

3.一种LED组合虚拟象素及其实用算法，LED组合象素的象素组合算法是将源图中源象素的值经过运算得到屏幕上对应处LED管的值，其算法特征是：

计算机源图象数据流从X方向逐点流形成行，再从Y方向流形成帧；

组合虚拟象素图第一行为偶行，第二行为奇行；称第一排LED管为偶数排，第二排LED管为奇数排，依此类推；将偶行与奇行象素的三个LED管，不管其颜色，只按其位置标上序号。除边界外任一LED管的值，都与上下两行和前后两点有关，算法有存储和结果两部分；存储：对于偶行，将前一象素点2的值与后一象素点1的值相加取

  均值，存储；

  对于奇行，直接将象素点3的值存储。可见偶行存储的是奇

  数排的数据，奇行存储的是偶数排的数据；结果：对于偶行，将当前象素点3的值与前次奇行存储的偶数排队

  对应点的数据相加取均值输出；

  对于奇行，首先将前一象素点2的值与后一象素点1的值相

  加取均值，接着再与前次偶行存储的奇数排对应点的数据相

  加取均值输出。

4.如权利要求3所述的一种LED组合虚拟象素及其实用算法，其特征是：此算法可用于现有的组合像素图。

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