CN103680467B

CN103680467B - 图像处理方法、装置及显示装置

Info

Publication number: CN103680467B
Application number: CN201310682778.0A
Authority: CN
Inventors: 宋丹娜; 曾思衡
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: CN103680467A

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法、装置及显示装置，该图像处理方法，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述图像处理方法包括：转换步骤，将接收到的第一原始灰度、第二原始灰度和第三原始灰度转换为第一输出灰度、第二输出灰度、第三输出灰度和第四输出灰度；利用所述第一输出灰度、第二输出灰度、第三输出灰度和第四输出灰度控制所述第一亚像素、第二亚像素、第三亚像素和第四亚像素的发光。本发明降低了图像处理的复杂度。

Description

图像处理方法、装置及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是一种图像处理方法、装置及显示装置。背景技术

目前，在诸如液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示器的图像显示设备中，是以红色（R）亚像素、绿色（G）亚像素以及蓝色（B）亚像素单成一个像素，通过控制每个亚像素单元的灰度值混合出所需显示的色彩来显示彩色图像。

由于RGB三原色发光效率较低，会制约由RGB三原色组成的显示设备的产品优化，基于此，出现了由红色（R）亚像素单元、绿色（G）亚像素单元、蓝色（B）亚像素单元以及白色（W）亚像素单元所组成的像素单元，以改善RGB显示器的发光效率。

目前，一般诸如VGA接口、DVI接口的信号传输接口传输的都是RGB信号，若将RGB信号直接应用于RGBW显示器会导致图像失真，因此需要对接入RGBW显示器的RGB信号进行转换。

然而现有的转换方法都存在转换算法复杂度高的缺点，而算法复杂度高也会带来产品的价格高等一系列的问题。

当然，应当理解的是，以上是以RGBW为例进行的说明，但其他的由RGB到RGBX（如X为黄）的转换算法都存在类似问题，在此不一一详细说明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像处理方法、装置及显示装置，降低转换算法的复杂度。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种图像处理方法，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括具有相同的最大发光亮度的第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述第四亚像素在任一灰度下发出的第四颜色的光线中包括的第一颜色的光分量、第二颜色的光分量和第三颜色的光分量分别等于所述第一亚像素、第二亚像素和第三亚像素在所述任一灰度下的发光，所述图像处理方法包括：

转换步骤，将接收到的对应于第一颜色的第一原始灰度、对应于第二颜色的第二原始灰度和对应于第三颜色的第三原始灰度转换为对应于第一颜色的第一输出灰度、对应于第二颜色的第二输出灰度、对应于第三颜色的第三输出灰度和对应于第四颜色的第四输出灰度；

控制步骤，利用所述第一输出灰度、第二输出灰度、第三输出灰度和第四输出灰度控制所述第一亚像素、第二亚像素、第三亚像素和第四亚像素的发光；

其中，所述第四输出灰度为所述第一原始灰度、第二原始灰度和第三原始灰度中的最小值，所述第一颜色的亚像素、第二颜色的亚像素和第三颜色的亚像素中，任一颜色的亚像素对应于所述输出灰度发出的光线的输出亮度为如下二者之差：

所述任一颜色的亚像素对应于所述原始灰度发出的光线的原始亮度；和

所述第四亚像素对应于所述第四输出灰度发出的光线中包括的所述任一颜色的光分量的亮度。

上述的图像处理方法，其中，所述转换步骤具体包括：

接收对应于第一颜色的第一原始灰度、对应于第二颜色的第二原始灰度和对应于第三颜色的第三原始灰度；

将所述第一原始灰度、第二原始灰度和第三原始灰度中的最小值设置为对应于第四颜色的第四输出灰度；

设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色所对应的输出灰度为0；

设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色之外的另外两种颜色的输出灰度。

上述的图像处理方法，其中，所述第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色，所述第四颜色为白色。

上述的图像处理方法，其中，设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色之外的另外两种颜色的输出灰度的步骤中，根据如下公式实时计算所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

所述X为所述任一颜色对应的原始灰度，所述X’’为所述第四输出灰度，所述Y为最大灰度等级，γ等于2.2。

上述的图像处理方法，其中，设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色之外的另外两种颜色的输出灰度的步骤中，根据预先设定的同一对应关系表确定所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’，所述对应关系表记录了X’、X’’和X’’’之间的如下对应关系：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

上述的图像处理方法，其中，所述亚像素为有机发光二极管亚像素。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种图像处理装置，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括具有相同的最大发光亮度的第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述第四亚像素在任一灰度下发出的第四颜色的光线中包括的第一颜色的光分量、第二颜色的光分量和第三颜色的光分量分别等于所述第一亚像素、第二亚像素和第三亚像素在所述任一灰度下的发光，所述图像处理装置包括：

转换模块，用于将接收到的对应于第一颜色的第一原始灰度、对应于第二颜色的第二原始灰度和对应于第三颜色的第三原始灰度转换为对应于第一颜色的第一输出灰度、对应于第二颜色的第二输出灰度、对应于第三颜色的第三输出灰度和对应于第四颜色的第四输出灰度；

控制模块，用于利用所述第一输出灰度、第二输出灰度、第三输出灰度和第四输出灰度控制所述第一亚像素、第二亚像素、第三亚像素和第四亚像素的发光；

上述的图像处理装置，其中，所述转换模块具体包括：

接收单元，用于接收对应于第一颜色的第一原始灰度、对应于第二颜色的第二原始灰度和对应于第三颜色的第三原始灰度；

第一设置单元，用于将所述第一原始灰度、第二原始灰度和第三原始灰度中的最小值设置为对应于第四颜色的第四输出灰度；

第二设置单元，用于设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色所对应的输出灰度为0；

第三设置单元，用于设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色之外的另外两种颜色的输出灰度。

上述的图像处理装置，其中，所述第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色，所述第四颜色为白色。

上述的图像处理装置，其中，所述第三设置单元具体用于根据如下公式实时计算所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

上述的图像处理装置，其中，所述第三设置单元具体用于根据预先设定的同一对应关系表确定所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’，所述对应关系表记录了X’、X’’和X’’’之间的如下对应关系：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

上述的图像处理装置，其中，所述亚像素为有机发光二极管亚像素。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的图像处理装置。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例的图像处理方法、装置及显示装置中，对第四亚像素的输出灰度计算仅仅是计算一个最小值，而对于另外三个亚像素的输出灰度的计算中，其中一个直接设置为0，而另外两个仅仅是一个亮度的减法之后到灰度的换算，因此其算法实现非常简单，大大减低了图像处理的复杂度。

而复杂度的降低会同时带来如下的效果：

成本降低，复杂度降低的算法对芯片的要求降低，导致要求较低的芯片的价格相对降低；

实时率提高，当芯片相同时，采用复杂度降低的算法，芯片转换的速度也相对较快；

发热量降低，当芯片相同时，采用复杂度降低的算法，芯片进行转换进行的计算相对较少，因此芯片的发热也会降低。

附图说明

图1表示本发明实施例的图像处理方法的流程示意图；

图2表示本发明实施例的图像处理方法

具体实施方式

本发明实施例的一种图像处理方法，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括具有相同的最大发光亮度的第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述第四亚像素在任一灰度下发出的第四颜色的光线中包括的第一颜色的光分量、第二颜色的光分量和第三颜色的光分量分别等于所述第一亚像素、第二亚像素和第三亚像素在所述任一灰度下的发光，所述图像处理方法如图1所示包括：

转换步骤S101，将接收到的对应于第一颜色的第一原始灰度、对应于第二颜色的第二原始灰度和对应于第三颜色的第三原始灰度转换为对应于第一颜色的第一输出灰度、对应于第二颜色的第二输出灰度、对应于第三颜色的第三输出灰度和对应于第四颜色的第四输出灰度；

控制步骤S102，利用所述第一输出灰度、第二输出灰度、第三输出灰度和第四输出灰度控制所述第一亚像素、第二亚像素、第三亚像素和第四亚像素的发光；

本发明实施例的图像处理方法、装置及显示装置中，对预第四亚像素的输出灰度计算仅仅是计算一个最小值，而对于另外三个亚像素的输出灰度的计算中，其中一个直接设置为0，而另外两个仅仅是一个亮度的减法之后到灰度的换算，因此其算法实现非常简单，大大减低了图像处理的复杂度。

而复杂度的降低会同时带来如下的效果：

在本发明的具体实施例中，需要保证转换前的亮度和转换后的量度的一致性，因此，转换后第一颜色/第二颜色/第三颜色的亚像素发出的光线的亮度应该等于转换前第一颜色/第二颜色/第三颜色的亚像素发出的光线的亮度与所述第四亚像素发出的光线中包括的第一颜色/第二颜色/第三颜色的光分量的亮度之差。

在第一颜色、第二颜色、第三颜色的亚像素中，转换前必然存在一个亮度最低的亚像素，此时为了转换的方便性，直接将亮度最低（对应于灰度最低）的亚像素的转换后的输出灰度设置为0，并将该最低的灰度值设置为第四颜色的亚像素的输出灰度，从而只需要计算剩下的另外两个亚像素的输出灰度。

这种方式下，所述转换步骤具体包括：

由于同等灰度下，第一颜色/第二颜色/第三颜色的亚像素发出的光线的亮度等于第四颜色的亚像素发出的光线中的第一颜色/第二颜色/第三颜色的光分量的亮度，因此，剩余的两种颜色中任一颜色的亚像素的输出灰度X’可以根据如下公式确定：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

其中，所述X为所述任一颜色对应的原始灰度，所述X’’为所述第四输出灰度，所述Y为最大灰度等级，γ等于2.2。

而确定X’可以实时计算，然而为了进一步降低计算量，可以根据预先设定的同一对应关系表确定所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’，所述对应关系表记录了X’、X’’和X’’’之间的如下对应关系：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

所述X为所述任一颜色对应的原始灰度，所述X’’为所述第四输出灰度，也就是原始灰度中的最小值，所述Y为最大灰度等级，γ等于2.2。

这种方式下，只需要确定原始输出灰度中的最小值，以及任一颜色的原始灰度，即可根据对应关系表记录的X’、X’’和X’’’之间的对应关系确定该颜色对应的输出灰度，相对于实时计算大大加快速度，也降低了对处理器的要求。

本发明具体实施例中，所述第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色，所述第四颜色为白色。

对此进一步说明如下。

假定转换前的灰阶分别为R、G和B，则红色、绿色和蓝色亚像素的亮度分别为：L_rmax*(R/255)^2.2、L_gmax*(G/255)^2.2和L_bmax*(B/255)^2.2

其中，L_rmax、L_gmax和L_bmax分别红色、绿色和蓝色亚像素在最高灰阶下的亮度值。

则根据本发明实施例的方法，转换后，红色/绿色/蓝色亚像素的发光亮度应该等于转换前红色/绿色/蓝色亚像素的发光亮度减去白色亚像素发出的光线中红色/绿色/蓝色分量的亮度，即：

L_rmax*(R’/255)^2.2=L_rmax*(R/255)^2.2–L_rmax*(W/255)^2.2

L_gmax*(G’/255)^2.2=L_gmax*(G/255)^2.2–L_gmax*(W/255)^2.2

L_bmax*(B’/255)^2.2=L_bmax*(B/255)^2.2–L_bmax*(W/255)^2.2

上述的公式中L_rmax、L_gmax和L_bmax都可以约去，也就是说，对于相同的输入值，RGB的查找表与它们的最高亮度值无关，这也使得RGB可以共用同一个查找表，降低了存储开销。

RGB到RGBW的转换可以以图2形象的表示。

本发明具体实施例中，所述亚像素可以为各种类型的亚像素，但本发明实施例中，亚像素为有机发光二极管亚像素具有更好的效果。

本发明实施例的图像处理方法不但具有以上提到的有益效果，同时还能够降低设备的功耗，以RGB到RGBW的转换说明如下。

一般情况下，OLED的亮度和电流是成正比的，假定转换前的灰阶分别为R、G和B，而转换后的灰阶分别为R’、G’、B’和W，则转换前的电流正比于：

(R/255)^2.2+(G/255)^2.2+(B/255)^2.2

而转换后的电流则正比于：

(R’/255)^2.2+(G’/255)^2.2+(B’/255)^2.2+(W/255)^2.2

也就是正比于：

(R/255)^2.2+(G/255)^2.2+(B/255)^2.2-2(W/255)^2.2

从此可以发现，本发明实施例的转换方法能够降低功耗。

本发明实施例还提供了一种图像处理装置，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括具有相同的最大发光亮度的第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述第四亚像素在任一灰度下发出的第四颜色的光线中包括的第一颜色的光分量、第二颜色的光分量和第三颜色的光分量分别等于所述第一亚像素、第二亚像素和第三亚像素在所述任一灰度下的发光，其特征在于，所述图像处理装置包括：

上述的图像处理装置，其中，所述转换模块具体包括：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X''/Y)^γ

本发明实施例还公开了一种显示装置，包括上述的图像处理装置。

该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种图像处理方法，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括具有相同的最大发光亮度的第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述第四亚像素在任一灰度下发出的第四颜色的光线中包括的第一颜色的光分量、第二颜色的光分量和第三颜色的光分量分别等于所述第一亚像素、第二亚像素和第三亚像素在所述任一灰度下的发光，其特征在于，所述图像处理方法包括：

所述第一颜色的亚像素、第二颜色的亚像素和第三颜色的亚像素中的所述任一颜色的亚像素对应于所述原始灰度发出的光线的原始亮度；和

所述第四亚像素对应于所述第四输出灰度发出的光线中包括的所述第一颜色的亚像素、第二颜色的亚像素和第三颜色的亚像素中的所述任一颜色的光分量的亮度。

2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述转换步骤具体包括：

3.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色，所述第四颜色为白色。

4.根据权利要求2或3所述的图像处理方法，其特征在于，设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色之外的另外两种颜色的输出灰度的步骤中，根据如下公式实时计算所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X”/Y)^γ

所述X为所述任一颜色对应的原始灰度，所述X”为所述第四输出灰度，所述Y为最大灰度等级，γ等于2.2。

5.根据权利要求2或3所述的图像处理方法，其特征在于，设置所述第一颜色、第二颜色和第三颜色中，原始灰度最小的颜色之外的另外两种颜色的输出灰度的步骤中，根据预先设定的同一对应关系表确定所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’，所述对应关系表记录了X’、X”和X”’之间的如下对应关系：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X”/Y)^γ

6.根据权利要求2或3所述的图像处理方法，其特征在于，所述亚像素为有机发光二极管亚像素。

7.一种图像处理装置，应用于一显示屏，所述显示屏的像素包括具有相同的最大发光亮度的第一颜色的第一亚像素、第二颜色的第二亚像素、第三颜色的第三亚像素和第四颜色的第四亚像素，所述第四亚像素在任一灰度下发出的第四颜色的光线中包括的第一颜色的光分量、第二颜色的光分量和第三颜色的光分量分别等于所述第一亚像素、第二亚像素和第三亚像素在所述任一灰度下的发光，其特征在于，所述图像处理装置包括：

8.根据权利要求7所述的图像处理装置，其特征在于，所述转换模块具体包括：

9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其特征在于，所述第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色，所述第四颜色为白色。

10.根据权利要求8或9所述的图像处理装置，其特征在于，所述第三设置单元具体用于根据如下公式实时计算所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X”/Y)^γ

11.根据权利要求8或9所述的图像处理装置，其特征在于，所述第三设置单元具体用于根据预先设定的同一对应关系表确定所述另外两种颜色中的任一颜色对应的输出灰度X’，所述对应关系表记录了X’、X”和X”’之间的如下对应关系：

(X'/Y)^γ＝(X/Y)^γ-(X”/Y)^γ

12.根据权利要求8或9所述的图像处理装置，其特征在于，所述亚像素为有机发光二极管亚像素。

13.一种显示装置，包括权利要求7-12中任意一项所述的图像处理装置。