CN105654920A - 显示装置、图像显示方法及灰阶亮度转换方法 - Google Patents

显示装置、图像显示方法及灰阶亮度转换方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种显示装置、图像显示方法及灰阶亮度转换方法，所述灰阶亮度转换方法包括：根据输入值，利用插值法在灰阶亮度转换近似曲线的多个区间中确定包含该输入值的第一区间；以及在所述第一区间内，利用二分法迭代预定次数获取估算输出值，输出所述估算输出值，所述输入值和所述估算输出值为一对近似对应的灰阶值和亮度值，其中，所述输入值和所述估算输出值为大于等于0的整数。本发明提供了一种简化灰阶亮度转换计算的显示装置、图像显示方法及灰阶亮度转换方法。

Description

显示装置、图像显示方法及灰阶亮度转换方法
技术领域
本发明涉及图像显示领域，尤其涉及显示装置、图像显示方法及在灰阶值和亮度值之间转换的方法。
背景技术
在显示器的图像显示中，灰阶是将最亮与最暗之间的亮度变化，区分为若干份。以便于进行信号输入相对应的屏幕亮度管控。每张数字影像都是由许多点所组合而成的,这些点又称为像素(pixels)，通常每一个像素可以呈现出许多不同的颜色，它是由红、绿、蓝(RGB)三个子像素组成的。每一个子像素，其背后的光源都可以显现出不同的亮度级别。而灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别。这中间层级越多，所能够呈现的画面效果也就越细腻。也就是说，屏幕上每一个点的色彩变化，其实都是由构成这个点的三个RGB子像素的灰阶变化所带来的。因此，在显示器实际显示时，通常需要将用户需要看到的图像的亮度和显示器子像素的灰阶值进行转换，以在显示器上显示相应亮度的图像。
然而，现有技术中，在亮度和灰阶进行转换时，通常直接利用亮度灰阶转换曲线来进行转换，然而，利用亮度灰阶转换曲线转换时，计算量非常大，容易造成显示器驱动计算负载过大，响应时间过长。
另一方面，消费者对便携移动终端的显示品位正逐步提高，高PPI(PixelPerInch,每英寸像素)显示的设计开发成为显示行业的一大热点。现阶段800PPI以上的产品已经出现，但高PPI产品的显示面板存在很多问题：制造工艺要求极高，导致高PPI的产品的显示面板制造良率提升困难，成本也难以降低。在此背景下，子像素渲染(低PPI产品通过合理排布像素顺序，通过像素渲染使其具有高PPI的显示效果)技术应运而生，为高PPI技术市场化提供了一条捷径。然而，子像素渲染技术尤其需要亮度灰阶的相互转换的计算，以达到低PPI产品具有高PPI显示效果的目的。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种简化灰阶亮度转换计算的图像显示方法及在灰阶值和亮度值之间转换的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种在灰阶值和亮度值之间转换的方法，包括：根据输入值，利用插值法在灰阶亮度转换近似曲线的多个区间中确定包含该输入值的第一区间；以及在所述第一区间内，利用二分法至多迭代预定次数获取估算输出值，输出所述估算输出值，所述输入值和所述估算输出值为一对近似对应的灰阶值和亮度值，其中，所述输入值和所述估算输出值为大于等于0的整数。
优选地，灰阶亮度转换近似曲线根据如下方式生成：在灰阶亮度转换曲线上取N个点，相邻点之间使用直线替代获得灰阶亮度转换近似曲线。
优选地，N为16至64中的任意整数。
优选地，所述灰阶亮度转换曲线包括：以灰阶值为横坐标、亮度值为纵坐标的灰阶-亮度转换曲线；以亮度值为横坐标，灰阶值为纵坐标的亮度-灰阶转换曲线，相对应地，所述灰阶亮度转换近似曲线包括：灰阶-亮度转换近似曲线，用于当所述输入值为灰阶值时，计算输出估算亮度值；亮度-灰阶转换近似曲线，用于当所述输入值为亮度值时，计算输出估算灰阶值。
优选地，通过如下方式中的一种在灰阶亮度转换曲线上取N个点：在灰阶亮度转换曲线上非等间距取N个点；在灰阶亮度转换曲线在横坐标的投影上非等间距取N个点；以及在灰阶亮度转换曲线在纵坐标的投影上非等间距取N个点。
优选地，通过修正所述灰阶亮度转换曲线的在纵坐标上的最大值，来对所取的N个点的坐标值进行位数扩充。
优选地，所述灰阶-亮度转换曲线根据如下公式获得：
L＝(G/Gmax)α*Lmod，其中，
L表示亮度值，G表示灰阶值，Gmax表示最大灰阶值，Lmod表示最大亮度修正值，α为参数；
所述亮度-灰阶转换曲线根据如下公式获得：
G＝(L/Lmod)(-α)*Gmax，其中，
L表示亮度值，G表示灰阶值，Gmax表示最大灰阶值，Lmod表示最大亮度修正值；α为参数。
优选地，α为2至3中的任意数，Lmod为2n，其中，n为10至15中的任意整数。
优选地，在所述第一区间内，利用二分法至多迭代预定次数获取估算输出值包括：获取所述第一区间的起点和终点，计算所述起点和终点的中点，并以所述中点将所述第一区间分为第一子区间和第二子区间；将所述第一子区间和所述第二子区间中包含所述输入值的子区间作为第一区间；以及重复上述步骤，直到所述输入值和所述起点、所述终点或所述中点的横坐标值相等或迭代所述预定次数。
优选地，所述预定次数为5至10中的任意整数。
根据本发明的又一方面，还提供一种图像显示方法，应用在具有第一分辨率的显示装置上，包括：根据所要显示的图像，获取所述显示装置上各子像素的灰阶值；将所述灰阶值作为输入值，利用如上述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，输出估算亮度值；根据所述估算亮度值进行子像素渲染输出中间亮度值；将所述中间亮度值作为输入值，利用如上述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，输出估算灰阶值；根据所述估算灰阶值显示具有第二分辨率的图像，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。
根据本发明的又一方面，还提供一种显示装置，包括：显示面板，具有所述第一分辨率；驱动电路，与所示显示面板耦合，配置成利用如上述的方法驱动所述显示面板显示具有所述第二分辨的图像。
优选地，在所述灰阶亮度转换曲线上所取的N个点的坐标值以表格的形式储存在所述驱动电路中。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1)结合插值法和二分法，在保证计算精度和计算准度的前提下简化亮度和灰阶的转换的计算，减少驱动电路的储存和计算负载；
2)提高图像处理的速度来提高图像显示的实时性；
3)在插值法对灰阶亮度转换曲线进行取点时使用位数扩充来减少运算损失；以及
4)在插值法中根据对灰阶亮度转换曲线特性利用非等距取点，来进一步提高运算结果的准确性。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出了根据本发明实施例的灰阶亮度转换的方法的流程图。
图2示出了根据本发明实施例的灰阶-亮度转换曲线的示意图。
图3示出了根据本发明实施例的灰阶-亮度转换近似曲线的示意图。
图4示出了根据本发明实施例的以表格形式储存的在灰阶-亮度转换曲线所取的多个点的坐标值的示意图。
图5A示出了根据本发明实施例的灰阶转换为亮度的方法的流程图。
图5B示出了根据本发明一个具体实施例的灰阶转换为亮度的方法的示意图。
图6示出了根据本发明实施例的亮度-灰阶转换曲线的示意图。
图7示出了根据本发明实施例的亮度-灰阶转换近似曲线的示意图。
图8A示出了根据本发明实施例的亮度转换为灰阶的方法的流程图。
图8B示出了根据本发明一个具体实施例的亮度转换为灰阶的方法的示意图。
图9示出了根据本发明实施例的图像显示方法的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
为了简化图像显示中，灰阶和亮度之间转换的计算过程，本发明提供了结合插值法和二分法在灰阶值和亮度值之间转换的方法，具体参考图1，图1示出了根据本发明实施例的灰阶亮度转换的方法的流程图。
具体而言，图1示出了两个步骤：
S110：根据输入值，利用插值法在灰阶亮度转换近似曲线的多个区间中确定包含该输入值的第一区间。
具体而言，插值法通过在灰阶亮度转换曲线上取若干个点，来形成多个区间，在多个区间中利用特定函数的曲线来作为原始曲线的近似。该特定函数可以是一次函数、二次函数、幂函数、反函数等等。为了进一步减少灰阶亮度转换的计算量，本发明优选地使用一次函数所表示的直线来作为各个区间中原始曲线的近似。换言之，本发明优选地利用线性插值法来确定灰阶亮度转换近似曲线。
S120：在第一区间内，利用二分法至多迭代预定次数获取估算输出值，输出估算输出值。
具体而言，二分法通过区间内中点的计算，将该区间分为更小的区间，将输入值所在的更小的区间作为需要进一步计算中点的区间来进行迭代，当迭代预定次数后或当当前中点的横坐标值与输入值相等时，当将前中点坐标的纵坐标值作为估算输出值进行输出，输入值和估算输出值为大于等于0的整数。
在实际的转换中，当输入值为灰阶值时，根据上述步骤S110和步骤S120，可以输出估算亮度值；当输入值为亮度值时，根据上述步骤S110和步骤S120，可以输出估算灰阶值。
为了进一步具体说明本发明的所提供的在灰阶和亮度之间转换的方法，结合图2至5描述，当输入灰阶值要获得估算亮度值的转换方法。
首先参考图2至图4，其示出本发明的灰阶-亮度转换近似曲线的生成过程。
具体而言，图2示出了根据本发明实施例的灰阶-亮度转换曲线的示意图。所述灰阶-亮度转换曲线以灰阶值为横坐标、亮度值为纵坐标，并根据如下公式获得：
L＝(G/Gmax)α*Lmod，其中，
L表示亮度值，G表示灰阶值，Gmax表示最大灰阶值，Lmod表示最大亮度修正值，α为参数。在本实施例中Gmax为255，在其他变化例中，Gmax为2m-1，m可以是6至10中的任意整数。为了将低灰阶值部分对应的亮度值拉开距离，Lmod为2n，其中，n为10至15中的任意整数。在本实施中，n优选地为12。参数α为2至3中的任意数。在本实施中，α优选地为2.2。换言之，图2所示的灰阶-亮度转换曲线根据公式L＝(G/255)2.2*4096获得。其中，灰阶值G的范围为0-255，而亮度值L的范围为0-4095，对应每一个整数的灰阶值G，可以获得一个相应的整数亮度值L。
在图2所示的灰阶-亮度转换曲线上取N个点，相邻点之间使用直线替代获得灰阶亮度转换近似曲线，如图3所示。在本实施例中，通过上述最大亮度修正值Lmod的取值，来对所取的N个点的坐标值进行位数扩充。具体而言，通过使上述最大亮度修正值Lmod的取值将灰阶-亮度转换曲线较为平缓的部分(例如灰阶值小于50的部分曲线，此处仅示意性说明灰阶-亮度转换曲线较为平缓的部分，并非将灰阶-亮度转换曲线较为平缓的部分限定在灰阶值小于50的部分曲线)的灰阶值对应的亮度值拉开距离，进而使得在灰阶-亮度转换曲线较为平缓的部分取点时，减少两个不同的灰阶值对应相同的亮度值的情况，，从而提高计算的准确度，减小转换误差。具体而言，在本实施例中，在图2所示的灰阶-亮度转换曲线上取16个点，如A1-A16所示。在一些变化例中，根据计算准度和计算负载的平衡要求，也可以在灰阶-亮度转换曲线上取18个点、32个点、64个点，或者其他16至64中的整数个点。
进一步地，由于本发明优选地，利用线性插值法来获得灰阶-亮度转换近似曲线，为了使所取的两个点之间的灰阶-亮度转换曲线近似为直线，本发明利用非等间距的方式来在灰阶亮度转换曲线上取点。例如，在本实施例中，在灰阶-亮度转换曲线上非等间距取N个点来获得灰阶-亮度转换近似曲线。换言之，所取的N个点之间的距离并非全部相等。具体而言，根据上述公式所获得的灰阶-亮度转换曲线为先缓后陡的曲线，因此，为了使所取的N个点之间近似为直线，则所取的N个点之间的距离可以是逐渐减小的。在一些变化例中，只要符合灰阶-亮度转换曲线的特性来实现插值法，本发明还可以在灰阶-亮度转换曲线在横坐标的投影上非等间距取N个点或者在灰阶-亮度转换曲线在纵坐标的投影上非等间距取N个点来获得灰阶-亮度转换近似曲线。在又一些变化例中，本发明还可以利用等间距的方式来在灰阶-亮度转换曲线上取点，例如，所取的N个点之间的距离全部相等。
利用上述方法形成的灰阶-亮度转换近似曲线通过表格的方式来储存。具体而言，将在灰阶-亮度转换曲线上所取的多个点的坐标值储存在一个表格中来表示该灰阶-亮度转换近似曲线，如图4所示。在一些变化例中，还可以根据实际计算精度和计算负载的需求改变所储存亮度值的位数精度，例如，可以保留小数点后两位。
进一步地，参考图5A，说明利用二分法将灰阶值转换为亮度值的方法。
步骤S510：输入灰阶值，根据图4查找输入的灰阶值所在的区间。
步骤S520：计算灰阶值所在区间的起点和终点的中点。
步骤S530：判断输入的灰阶值是否大于在步骤S520中计算的中点的灰阶值(相当于中点的横坐标)。
若步骤S530判断输入的灰阶值大于在步骤S520中计算的中点的灰阶值，则执行步骤S540：将中点作为区间的起点。
若步骤S530判断输入的灰阶值不大于在步骤S520中计算的中点的灰阶值，则执行步骤S560：进一步判断输入的灰阶值是否小于在步骤S520中计算的中点的灰阶值。
若步骤S560判断输入的灰阶值小于在步骤S520中计算的中点的灰阶值，则执行步骤S570：将中点作为区间的终点。
若步骤S560判断输入的灰阶值等于在步骤S520中计算的中点的灰阶值，则跳转至步骤S580，将当前区间中点的亮度值(也就是中点的纵坐标)作为估算亮度值。
在步骤S540和S570确定新的区间后，进一步在步骤S550判断，当前是否达到预定迭代次数。具体而言，为了保证灰阶亮度转换的计算精度，预定迭代次数可以为5至10中的任意整数次。优选地，预定迭代次数可以取6次。
若步骤S550判断未达到预定迭代次数，则跳转继续执行步骤S520。
若步骤S550判断达到预定迭代次数，则跳转至步骤S580，将当前区间中点的亮度值(也就是中点的纵坐标)作为估算亮度值。
步骤S580之后执行步骤S590：输出步骤S580中所确定的估算亮度值。
在上述实施例中，若在迭代计算过程中，输入的灰阶值等于某次迭代获得的中点的横坐标(灰阶值)，但还未达到迭代次数时，则直接将该中点的纵坐标(亮度值)作为估算亮度值。在上述实施例的一个变化例中，若输入的灰阶值正是图4所储存的各点中某一点的横坐标时，则直接输出该点的纵坐标作为估算亮度值。
结合图4、图5A及图5B，以一个具体的实施例来说明灰阶值转化为亮度值的方法。
例如，预定迭代次数为6次，输入灰阶值为192，该灰阶值位于以点A9为起点和点A10为终点之间的区间内。计算A9(189，2119)和A10(210，2672)的中点1为(199.5，2395.5)。输入的灰阶值192小于该中点的横坐标199.5，则将该中点1作为新区间的终点，此时执行了1次二分法的计算。进一步计算A9(189，2119)和(199.5，2395.5)的中点2为(194.25，2257.25)。输入的灰阶值192小于当前中点2的横坐标194.25，则将该中点2作为新区间的终点，此时执行了2次二分法的计算。进一步计算A9(189，2119)和(194.25，2257.25)的中点3为(191.625，2188.125)。输入的灰阶值192大于当前中点3的横坐标191.625，则将该中点3作为新区间的起点，此时执行了3次二分法的计算。进一步计算(191.625，2188.125)和(194.25，2257.25)的中点4为(192.9375，2222.6875)。输入的灰阶值192小于当前中点4的横坐标192.9375，则将该中点4作为新区间的终点，此时执行了4次二分法的计算。进一步计算(191.625，2188.125)和(192.9375，2222.6875)的中点5为(192.28125，2205.40625)。输入的灰阶值192小于当前中点5的横坐标192.28125，则将该中点5作为新区间的终点，此时执行了5次二分法的计算。进一步计算(191.625，2188.125)和(192.375，2205.40625)的中点6为(191.953125，2196.76562)。输入的灰阶值192大于当前中点6的横坐标191.953125，则将该中点6作为新区间的起点，由于此时执行了预定迭代次数，也就是6次二分法的计算，因此，将当前中点6(191.953125，2196.76562)的纵坐标2196.76562作为估算亮度值。优选地，对2196.76562取整，来将整数2197作为估算亮度值。若直接根据L＝(G/255)2.2*4096，当输入G为192时，得L＝2193.988，对2193.988取整获得实际亮度值为2194。由此可见，估算亮度值与实际亮度值的差为3，其相对误差为0.13％。在中点的计算过程中，也可以根据计算精度的要求，不保留小数点、保留小数点后一位、保留小数点后两位或其他方式。
进一步地，在实际应用中，本发明提供的灰阶值转换为亮度值的方法的相对误差小于1.31％。由此可见，利用本发明提供的灰阶亮度转换方法来对灰阶亮度进行转换，其不仅减少了计算量，还保证了计算精度和准度。
下面结合图6至8B描述，当输入亮度值要获得估算灰阶值的转换方法。
首先参考图6至图7，其示出本发明的亮度-灰阶转换近似曲线的生成过程。
具体而言，图6示出了根据本发明实施例的亮度-灰阶转换曲线的示意图。所述亮度-灰阶转换曲线以亮度值为横坐标、灰阶值为纵坐标，并根据如下公式获得：
G＝(L/Lmod)(-α)*Gmax，其中，
其为灰阶-亮度转换曲线所表示的函数的反函数。在本实施例中Gmax为255。Lmod为2n，在本实施中，n优选地为12。参数α优选地为2.2。换言之，图6所示的亮度-灰阶转换曲线根据公式G＝(L/4096)-2.2*255获得。其中，灰阶值G的范围为0-255，而亮度值L的范围为0-4095，多个整数的亮度值L对应一个整数的灰阶值G。
在图6所示的亮度-灰阶转换曲线上取N个点，相邻点之间使用直线替代获得灰阶亮度转换近似曲线，如图7所示。在本实施例中，通过上述最大亮度修正值Lmod的取值，来对所取的N个点的坐标值进行位数扩充。具体而言，通过使上述最大亮度修正值Lmod的取值将亮度-灰阶转换曲线较为平缓的部分的亮度值对应的灰阶值拉开距离，进而使得在亮度-灰阶转换曲线较为平缓的部分(例如亮度值大于2000的部分曲线，此处仅示意性说明亮度-灰阶转换曲线较为平缓的部分，并非将亮度-灰阶转换曲线较为平缓的部分限定在亮度值大于2000的部分曲线)取点(该点的横纵坐标保留为整数)时，尽可能地减少两个所取的点具有不同的亮度值，但具有相同的灰阶值的情况，从而提高计算的准确度，减小转换误差。具体而言，在本实施例中，在图5所示的亮度-灰阶转换曲线上取17个点，如B1-B17所示。在一些变化例中，根据计算准度和计算负载的平衡要求，也可以在亮度-灰阶转换曲线上取16个点、32个点、64个点，或者其他16至64中的整数个点。
进一步地，由于本发明优选地，利用线性插值法来获得亮度-灰阶转换近似曲线，为了使所取的两个点之间的亮度-灰阶转换曲线近似为直线，本发明利用非等间距的方式来在灰阶亮度转换曲线上取点。例如，在本实施例中，在亮度-灰阶转换曲线上非等间距取N个点来获得亮度-灰阶转换近似曲线。换言之，所取的N个点之间的距离并非全部相等。具体而言，根据上述公式所获得的亮度-灰阶转换曲线为先陡后缓的曲线，因此，为了使所取的N个点之间近似为直线，则所取的N个点之间的距离可以是逐渐增大的。在一些变化例中，只要符合亮度-灰阶转换曲线的特性来实现插值法，本发明还可以在亮度-灰阶转换曲线在横坐标的投影上非等间距取N个点或者在亮度-灰阶转换曲线在纵坐标的投影上非等间距取N个点来获得亮度-灰阶转换近似曲线。在又一些变化例中，本发明还可以利用等间距的方式来在亮度-灰阶转换曲线上取点，例如，所取的N个点之间的距离全部相等。
利用上述方法形成的亮度-灰阶转换近似曲线通过表格的方式来储存。具体而言，将在亮度-灰阶转换曲线上所取的多个点的坐标值储存在一个表格中来表示该亮度-灰阶转换近似曲线，与图4所示的表格类似，在此不予赘述。
进一步地，参考图8A，说明利用二分法将亮度值转换为灰阶值的方法。
步骤S810：输入亮度值，根据所储存的表格查找输入的亮度值所在的区间。
步骤S820：计算亮度值所在区间的起点和终点的中点。
步骤S830：判断输入的亮度值是否大于在步骤S820中计算的中点的亮度值(相当于中点的横坐标)。
若步骤S830判断输入的亮度值大于在步骤S820中计算的中点的亮度值，则执行步骤S840：将中点作为区间的起点。
若步骤S830判断输入的亮度值小于在步骤S820中计算的中点的亮度值，则执行步骤S860：进一步判断输入的亮度值是否小于在步骤S820中计算的中点的亮度值。
若步骤S860判断输入的亮度值小于在步骤S820中计算的中点的亮度值，则执行步骤S870：将中点作为区间的终点。
若步骤S860判断输入的亮度值等于在步骤S520中计算的中点的亮度值，则跳转至步骤S880，将当前区间中点的灰阶值(也就是中点的纵坐标)作为估算灰阶值。
在步骤S840和S870确定新的区间后，进一步在步骤S850判断，当前是否达到预定迭代次数。具体而言，为了保证亮度灰阶转换的计算精度，预定迭代次数可以为5至10中的任意整数次。优选地，预定迭代次数可以取6次。
若步骤S850判断未达到预定迭代次数，则跳转继续执行步骤S820。
若步骤S850判断达到预定迭代次数，则跳转至步骤S880，将当前区间中点的灰阶值(也就是中点的纵坐标)作为估算灰阶值。
步骤S880之后执行步骤S890：输出步骤S880中所确定的估算灰阶值。
在上述实施例中，若在迭代计算过程中，输入的亮度值等于某次迭代获得的中点的横坐标(亮度值)，但还未达到迭代次数时，则直接将该中点的纵坐标(灰阶值)作为估算灰阶值。在上述实施例的一个变化例中，若输入的亮度值正是所储存的各点中某一点的横坐标时，则直接输出该点的纵坐标作为估算灰阶值。
结合图8A及图8B，以一个具体的实施例来说明灰阶值转化为亮度值的方法。
例如，预定迭代次数为6次，输入亮度值为2197，该亮度值位于以点B13为起点和点B14为终点之间的区间内。计算B13(2119，189)和B14(2672，210)的中点为(2395.5，199.5)。输入的亮度值2197小于该中点的横坐标2395.5，则将该中点作为新区间的终点，此时执行了1次二分法的计算。进一步计算B13(2119，189)和(2395.5，199.5)的中点为(2257.25，194.25)。输入的亮度值为2197小于当前中点的横坐标2257.25，则将该中点作为新区间的终点，此时执行了2次二分法的计算。进一步计算B13(2119，189)和(2257.25，194.25)的中点为(2188.125，191.625)。输入的亮度值2197大于当前中点的横坐标2188.125，则将该中点作为新区间的起点，此时执行了3次二分法的计算。进一步计算(2188.125，191.625)和(2257.25，194.25)的中点为(2222.6875，192.9375)。输入的亮度值2197小于当前中点的横坐标2222.6875，则将该中点作为新区间的终点，此时执行了4次二分法的计算。进一步计算(2188.125，191.625)和(2222.6875，192.9375)的中点为(2205.40625，192.28125)。输入的亮度值2197小于当前中点的横坐标2205.40625，则将该中点作为新区间的终点，此时执行了5次二分法的计算。进一步计算(2188.125，191.625)和(2205.40625，192.28125)的中点为(2196.76562，191.953125)。输入的亮度值2197大于当前中点的横坐标2196.76562，则将该中点作为新区间的起点，由于此时执行了预定迭代次数，也就是6次二分法的计算，因此，将当前中点(2196.76562，191.953125)的纵坐标191.953125作为估算灰阶值。优选地，对191.953125取整，来将整数192作为估算亮度值。若直接根据G＝(L/4096)-2.2*255，当输入L为2197时，得G＝192.1198，对192.1198取整获得实际灰阶值为192。由此可见，估算灰阶值与实际灰阶值(未取整)的误差大约为0.16。在中点的计算过程中，也可以根据计算精度的要求，不保留小数点、保留小数点后一位、保留小数点后两位或其他方式。进一步地，在实际应用中，本发明提供的亮度值转换为灰阶值的方法的灰阶值误差小于1。由此可见，利用本发明提供的灰阶亮度转换方法来对灰阶亮度进行转换，其不仅减少了计算量，还保证了计算精度和准度。
进一步地，本发明还提供一种具有低分辨率的显示装置，其可以具有高分辨率的显示效果。具体而言，该显示装置可以包括具有低分辨率的显示面板以及与该显示面板耦合的驱动电路。该驱动电路执行如图9所示的图像显示方法，该图像显示方法包括：
步骤S910：根据所要显示的图像，获取具有低分辨率的显示装置上各子像素RGB的灰阶值。
步骤S920：将灰阶值作为输入值，利用如图2至图5B所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，输出估算亮度值。
步骤S930：根据估算亮度值进行子像素渲染输出中间亮度值。具体而言，在步骤S930中，通过对子像素进行亮度分配，以达到渲染的效果。
步骤S940：将中间亮度值作为输入值，利用如图6至图8B所述在灰阶值和亮度值之间转换的方法，输出估算灰阶值；
步骤S950：对估算灰阶值进行伽马校正。具体而言，由于大量显示器同时生产，为了保证大量显示器具有一致的显示效果，还需要对各个显示器进行伽马校正，进一步从估算灰阶值调整为驱动输出的亮度值。在步骤S950中的伽马校正可以按本发明提供的灰阶值转换为亮度值的方法来执行，也可以按现有技术中的灰阶值转换为亮度值的方法来执行，在此不予赘述。
步骤S960：驱动电路根据伽马校正来驱动显示面板显示具有高分辨的图像，以达到高分辨率的显示效果。
优选地，在灰阶亮度转换曲线上所取的N个点的坐标值以表格的形式储存在驱动电路中。相比原有的直接将灰阶亮度转换曲线上所有点的坐标值以表格的形式存储在驱动电路中的方法，本发明所提供的驱动电路所保存数据量仅约为原来的1/240。本发明所提供的显示装置及图像显示方法在保证计算精度的前提下，简化亮度值和灰阶值的转换计算，既能保证子像素渲染算法进行图像处理的实时性，又能降低驱动电路资源消耗。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1)结合插值法和二分法，在保证计算精度的前提下简化亮度和灰阶的转换的计算，减少驱动电路的储存和计算负载；
2)提高图像处理的速度来提高图像显示的实时性；
3)在插值法对灰阶亮度转换曲线进行取点时使用位数扩充来减少运算损失；以及
4)在插值法中根据对灰阶亮度转换曲线特性利用非等距取点，来进一步提高运算结果的准确性。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (13)

1.一种在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，包括：
根据输入值，利用插值法在灰阶亮度转换近似曲线的多个区间中确定包含该输入值的第一区间；以及
在所述第一区间内，利用二分法至多迭代预定次数获取估算输出值，输出所述估算输出值，所述输入值和所述估算输出值为一对近似对应的灰阶值和亮度值，其中，所述输入值和所述估算输出值为大于等于0的整数。
2.如权利要求1所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，灰阶亮度转换近似曲线根据如下方式生成：
在灰阶亮度转换曲线上取N个点，相邻点之间使用直线替代获得灰阶亮度转换近似曲线。
3.如权利要求2所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，N为16至64中的任意整数。
4.如权利要求2所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，所述灰阶亮度转换曲线包括：
以灰阶值为横坐标、亮度值为纵坐标的灰阶-亮度转换曲线；
以亮度值为横坐标，灰阶值为纵坐标的亮度-灰阶转换曲线，
相对应地，所述灰阶亮度转换近似曲线包括：
灰阶-亮度转换近似曲线，用于当所述输入值为灰阶值时，计算输出估算亮度值；
亮度-灰阶转换近似曲线，用于当所述输入值为亮度值时，计算输出估算灰阶值。
5.如权利要求4所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，通过如下方式中的一种在灰阶亮度转换曲线上取N个点：
在灰阶亮度转换曲线上非等间距取N个点；
在灰阶亮度转换曲线在横坐标的投影上非等间距取N个点；以及
在灰阶亮度转换曲线在纵坐标的投影上非等间距取N个点。
6.如权利要求4所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，通过修正所述灰阶亮度转换曲线的在纵坐标上的最大值，来对所取的N个点的坐标值进行位数扩充。
7.如权利要求6所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，
所述灰阶-亮度转换曲线根据如下公式获得：
L＝(G/Gmax)α*Lmod，其中，
L表示亮度值，G表示灰阶值，Gmax表示最大灰阶值，Lmod表示最大亮度修正值，α为参数；
所述亮度-灰阶转换曲线根据如下公式获得：
G＝(L/Lmod)(-α)*Gmax，其中，
L表示亮度值，G表示灰阶值，Gmax表示最大灰阶值，Lmod表示最大亮度修正值；α为参数。
8.如权利要求7所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，α为2至3中的任意数，Lmod为2n，其中，n为10至15中的任意整数。
9.如权利要求1至8任一项所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，在所述第一区间内，利用二分法至多迭代预定次数获取估算输出值包括：
获取所述第一区间的起点和终点，计算所述起点和终点的中点，并以所述中点将所述第一区间分为第一子区间和第二子区间；
将所述第一子区间和所述第二子区间中包含所述输入值的子区间作为第一区间；以及
重复上述步骤，直到所述输入值和所述起点、所述终点或所述中点的横坐标值相等或者迭代所述预定次数。
10.如权利要求9所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，其特征在于，所述预定次数为5至10中的任意整数。
11.一种图像显示方法，其特征在于，应用在具有第一分辨率的显示装置上，包括：
根据所要显示的图像，获取所述显示装置上各子像素的灰阶值；
将所述灰阶值作为输入值，利用如权利要求1至10任一项所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，输出估算亮度值；
根据所述估算亮度值进行子像素渲染输出中间亮度值；
将所述中间亮度值作为输入值，利用如权利要求1至10任一项所述的在灰阶值和亮度值之间转换的方法，输出估算灰阶值；
根据所述估算灰阶值显示具有第二分辨率的图像，所述第二分辨率大于所述第一分辨率。
12.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，具有所述第一分辨率；
驱动电路，与所示显示面板耦合，配置成利用如权利要求11所述的方法驱动所述显示面板显示具有所述第二分辨的图像。
13.如权利要求12所示的显示装置，其特征在于，在所述灰阶亮度转换曲线上所取的N个点的坐标值以表格的形式储存在所述驱动电路中。
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