CN103077682B - 一种可消除动态假轮廓的led显示屏脉冲控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可消除动态假轮廓的LED显示屏脉冲控制方法，能够改善LED显示屏在播放运动画面时存在的动态假轮廓现象。该方法是将所有小数权重位按照次序逐位在整个灰度场中的某一固定位置实现，该固定位置所占的多个子场作为一个整体记为小数场；将实现所有整数权重位所需要的各个脉冲整合为宽脉冲，在邻接所述小数场的位置实现该宽脉冲，完成LED灯点的亮度控制。采用本发明的LED显示屏脉冲控制方法，当人眼观看相继实现的两个灰度级时，视觉上积分不会出现感知到错误亮度的现象；积分结果与原灰度级相差不会太大，从而有效避免动态假轮廓现象的出现。

Description

一种可消除动态假轮廓的LED显示屏脉冲控制方法

技术领域

本发明应用于使用脉宽调制方式实现灯点亮度控制的LED显示屏，涉及一种改善LED显示屏运动画面显示效果的脉冲控制方法。

背景技术

随着LED显示屏广泛的应用，对画面质量要求也越来越严格，然而在显示视频画面时，在图像上会观察到除图像本身轮廓信息以外的亮线或者暗线，称之为动态假轮廓（dynamic false contour DFC）。

门控脉宽调制是当前控制灰度级的主要方法之一，根据接收到待显示二进制编码，将一定顺序排布的子场以设定的占空比依次点亮，来实现不同的灰度级（门控PWM每一位对应至少一个子场，通过门控开关的打开/关闭达到控制占空比的目的）。子场就是在数字显示屏中实现整个灰度场中的最低位所需要的时间，具体的时间的长短由显示屏的刷新频率，移位时钟，串联灯点数等决定。以控制8bit灰度级为例，门控脉宽调制方法控制灰度级的步骤是：假定8bit灰度场的每比特对应的子场数为4，2，1，1，1，1，1，1，每比特位对应的开通率（占空比）为1、1、1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32（调制方式如图1所示）。

现有的脉宽调制方法中，显示编码的各个数据位对应的子场在整个显示编码对应的灰度场中按次序逐位固定设置，依次实现各个数据位的脉冲；这样，相继实现的显示脉冲首尾相接，导致在显示数据变换的过程中，人眼感知到错误的显示内容。以8位的128灰度级和127灰度级为例（128的二进制编码为：1000 0000，127的二进制编码为：0111 1111）：假设灰度级是从高位到低位依次实现，每一数据位在编码中的位置固定，设D0为第一子场，占空比为1/32；D1为第二子场，占空比为1/16；D2为第三子场，占空比为1/8；D3为第四子场，占空比为1/4；D4为第五子场，占空比为1/2；D5为第六子场，占空比为1；D6为第七、八共两个子场，占空比为1；D7为第九、十、十一、十二共四个子场，占空比为1。则通过门控脉宽调制（GPWM）相继实现这两个灰度级的脉宽调制波形如图3所示，每个箭头的起点到终点表示一个人眼感知积分区间，人眼感受的亮度级信息不是单纯的127和128，而是对以下序列进行积分[2⁷×1,2⁶×0,2⁵×0,2⁴×0,2³×0,2²×0,2¹×0,2⁰×0],[2⁷×0,2⁶×1,2⁵×1,2⁴×1,2³×1,2²×1,2¹×1,2⁰×1]，积分结果如图4所示。

积分值依次为128，129，131，135，143，159，191，255，127。可以看出，前后两场实现脉冲出现连接的情况，从而会感受到除127和128这两个灰度级以外的灰度，DFC现象出现。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可消除动态假轮廓的LED显示屏脉冲控制方法，能够改善LED显示屏在播放运动画面时存在的动态假轮廓现象。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可消除动态假轮廓的LED显示屏脉冲控制方法，其特殊之处在于：

将显示编码中的每一权重位，按照其对应的脉冲宽度，将小于一个子场的数据记为小数权重位，大于或等于一个子场的数据位记为整数权重位；

将所有小数权重位按照次序逐位在整个灰度场中的某一固定位置实现，该固定位置所占的多个子场作为一个整体记为小数场；

将实现所有整数权重位所需要的各个脉冲整合为宽脉冲，在邻接所述小数场的位置实现该宽脉冲，完成LED灯点的亮度控制。

基于上述基本方案，本发明还作如下优化限定：

上述小数场可以设定于整个灰度场的中间位置，则所述宽脉冲分为两部分，分别邻接在小数场的两侧实现；或者，上述小数场也可以设定于整个灰度场的前端位置或者后端位置。

上述方案，对每一个显示编码，按照其对应的脉冲宽度，计算出要实现的灰度级所需点亮的属于整数权重位的完整的子场数N，则：

当N=0时，在小数场实现小数权重位的点亮；

对于小数场设定于整个灰度场的中间位置的情况，当N≥1时且N能被2整除，则将这N个子场平均分配在小数场的两侧，即在小数场之前实现N/2个子场的点亮，小数场之后实现N/2个子场的点亮；N不能被2整除，则采取前少后多的分配方式实现这N个子场的点亮，即在小数场前实现的子场数目比在小数场之后实现的子场数目少1。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明设计出了整数场脉冲与小数场脉冲相分离的方式，整数场脉冲整合后实现，显示数据的发光时间更加集中，当人眼观看相继实现的两个灰度级时，视觉上积分不会出现感知到错误亮度的现象。积分结果与原灰度级相差不会太大，从而有效避免动态假轮廓现象的出现。

附图说明

图1是现有技术脉宽调制方法实现127灰度级示意图。

图2是本发明实施例提供的调制方法实现127灰度级示意图。

图3是采用现有脉宽调制技术实现127和128两个灰度级的波形图。

图4是采用现有脉冲控制技术实现127和128两个灰度级的积分结果图。

图5是采用本发明方法实现127和128两个灰度级的波形图。

图6是采用本发明方法实现127和128两个灰度级的积分结果图。

具体实施方式

如图2、图5所示本发明的一个具体实施例，该实施例是将小数场设定于整个灰度场的中间位置。具体方法如下：

在现有门控脉宽调制技术的基础上，根据输入灰度级的二进制编码，将输入的灰度级位按照脉冲宽度大小分成两部分，整数权重位（脉冲宽度大于一个子场的位）和小数权重位（脉冲宽度小于一个子场的位）；

将小数权重位仍然按照现有的脉宽调制方法实现，但是实现的位置发生改变，如图2所示，小数位不再在一场的开头或者结束时实现，而是在一场的中间位置实现；

整数权重位不划分权重，计算出要实现的灰度级中（除小数权重位之外）所需点亮的完整的子场个数N；

将需要点亮的N个完整子场平均分布在小数权重位的两侧，在小数场之前实现N/2个子场，小数场实现之后实现N/2个，N不能被2整除的，按照小数场之后实现的比小数场之前实现的多1的原则。

按照本发明提出的脉冲调制方式将LED灯点点亮。

以背景技术中8bit的128灰度级和127灰度级为例，按照本发明方法，高三位均为整数权重位，低五位均为小数权重位。最终如图5所示，每个箭头的起点到终点表示一个积分区间，积分所得结果如图6所示。

积分值依次为：127，127,127,127,143,135,131,129,128,128,128。可以看出，视觉上积分不会出现点亮的时间片连接的现象，从而有效避免动态假轮廓现象的出现。

同理，也可以将整数位集中在小数位前面或者小数位后面实现点亮，这与将整数位分为两部分分配在紧邻小数位两侧实现点亮的方案属于同一构思，参照上述实施例方案，本领域技术人员也能够实施本发明，同样可以有效避免动态假轮廓现象的出现。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可消除动态假轮廓的LED显示屏脉冲控制方法，其特征在于：

将显示编码中的每一权重位，按照其对应的脉冲宽度，将小于一个子场的数据记为小数权重位，大于或等于一个子场的数据位记为整数权重位；

将所有小数权重位按照次序逐位在整个灰度场中的某一固定位置实现，该固定位置所占的多个子场作为一个整体记为小数场；

将实现所有整数权重位所需要的各个脉冲整合为宽脉冲，在邻接所述小数场的位置实现该宽脉冲，完成LED灯点的亮度控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述小数场设定于整个灰度场的中间位置，则所述宽脉冲分为两部分，分别邻接在小数场的两侧实现；

或者，所述小数场设定于整个灰度场的前端位置或者后端位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

对每一个显示编码，按照其对应的脉冲宽度，计算出要实现的灰度级所需点亮的属于整数权重位的完整的子场数N，则：

当N=0时，在小数场实现小数权重位的点亮；

对于小数场设定于整个灰度场的中间位置的情况，当N≥1时且N能被2整除，则将这N个子场平均分配在小数场的两侧，即在小数场之前实现N/2个子场的点亮，小数场之后实现N/2个子场的点亮；N不能被2整除，则采取前少后多的分配方式实现这N个子场的点亮，即在小数场前实现的子场数目比在小数场之后实现的子场数目少1。