CN118155549A - 一种高精度led显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度LED显示方法，包括：将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧，其中所述若干子帧灰度值为预设灰度单位的整倍数；基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准后进行LED显示，其中所述校准参数为所述预设灰度单位的整倍数。本发明能够提高LED显示精度。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示技术领域，特别是涉及一种高精度LED显示方法。
背景技术
LED显示屏有RGB三种颜色的LED灯，每个灯有Nbit(通常是16bit)灰度值。1帧时间内，灰度值越大的LED灯，电流导通的时间就越长，这个灯就越亮。
为了提高刷新率，1帧灰度值会拆分为B个子帧(通常是64子帧)显示。假如灰度值为A，每个子帧的灰度值为C或C+1，C是不大于A/B的整数。例如：灰度1000拆为64子帧，其中40个子帧灰度为16，24个子帧灰度为15。子帧灰度，还要经过校准，才会成为实际显示的灰度。LED显示屏包含很多校准算法，例如：由于LED灯的正负级之间存在一定的寄生电容，所以每次点亮LED灯都需要额外增加一些灰度值，也就是寄生电容校准。假如1个LED灯的某个子帧灰度为16，寄生电容校准又增加了3个灰度，那么这个子帧就需要显示19灰度。LED驱动芯片，会根据灰度值，使LED灯的电流导通相应的时间。通常1灰度时钟＝2灰度，也就是灰度时钟的高电平时间和低电平时间各自对应1灰度。灰度时钟是可以通过寄存器调节的，通常根据帧率和最大灰度值等参数确定。上述方法存在的以下限制：(1)拆分子帧是以1灰度为单位的：子帧之间可能相差1个灰度，在灰度较小的区域，这个差异比较明显，用户可能看到屏幕闪烁。(2)校准是以1灰度为单位的：灰度值相同的像素之间，可能出现1灰度值的偏差，显示不够均匀。(3)渐变色变化最小单位是1个灰度，变化不够平滑。
在LED显示屏在发展中，最开始1灰度50ns都是可以接受的，就像低端的户外LED屏。但是随着小间距LED显示屏的发展，对性能的要求不断提高，需要更高的显示精度。
发明内容
本发明提供一种高精度LED显示方法，用于提高LED的显示精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种高精度LED显示方法，包括：
将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧，其中所述若干子帧灰度值为预设灰度单位的整倍数；
基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准后进行LED显示，其中所述校准参数为所述预设灰度单位的整倍数。
可选的，将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧包括：
获取所述每帧灰度值与子帧数量的比值，获取不大于所述比值且为预设灰度单位整倍数的最大值作为第一子帧灰度值，并将所述第一子帧灰度值和所述预设灰度单位之和作为第二子帧灰度值；
基于所述第一子帧灰度值和所述第二子帧灰度值将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧。
可选的，基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准包括：
以预设灰度单位的校准精度获取校准参数，校准后子帧灰度值为子帧灰度值与所述校准参数之和。
可选的，基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准后还包括：在LED驱动芯片内部，增加延时电路，延长电流导通时间，其中所述电流导通时间为半个灰度时钟周期的整倍数和延时时间之和。
可选的，增加延时电路，延长电流导通时间包括：
在灰度时钟上升沿或下降沿打开输出电流，打开输出电流的同时，启动一个减法计数器，所述减法计数器初始值为校准后子帧灰度值的整数部分，灰度时钟上升沿或下降沿所述减法计数器的值减1；
当所述减法计数器的值为0时，若所述校准后子帧灰度值的小数部分为0，则关闭电流，若所述校准后子帧灰度值的小数部分不为0，则通过所述延时电路将所述关闭电流的时间进行延时，其中所述关闭电流的延时为所述校准后子帧灰度值的小数部分。
可选的，通过所述延时电路将所述关闭电流的时间进行延时包括：由(2DD/XT)*(M/N)个反相器产生所述延时，其中，M/N为所述校准后子帧灰度值的小数部分，N为大于1的整数，M为小于N的正整数，D为1灰度对应的时间，X为2个反相器产生的最小延时时间，T为2D/X个反相器实际产生的延时时间。
本发明的有益效果为：
拆分子帧是以1/N灰度为单位的：子帧之间只相差1/N个灰度，子帧间亮度的差异缩小了；
校准是以1/N灰度为单位的：灰度值相同的像素之间，亮度只有1/N灰度值的偏差，显示更加均匀；
渐变色变化最小单位是1/N个灰度，变化更加平滑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种高精度LED显示方法的流程图；
图2为本发明实施例的LED驱动芯片控制输出电流的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供了一种高精度LED显示方法，如图1所示，包括：
将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧，其中所述若干子帧灰度值为预设灰度单位的整倍数；
本实施例中，将1帧灰度值会拆分为B个子帧(通常是64子帧)时：假如灰度值为A，每个子帧的灰度值为C或C+1/N，C是不大于A/B的最大1/N整倍数值，其中N是大于1的整数。例如：灰度1000拆成64子帧，将一子帧灰度拆分为1/4整倍数，A/B是15.625，C＝15.5，所以各个子帧的灰度是15.5或者15.75。64个子帧灰度为15.5或者15.75，64子帧灰度之和为1000，可以计算得到32个子帧灰度为15.5，32个子帧灰度为15.75。
基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准后进行LED显示，其中所述校准参数为所述预设灰度单位的整倍数。校准的方法为：校准后子帧灰度值＝校准前子帧灰度值+校准参数。
校准参数是P+M/N灰度，其中P是>＝0的整数，表示校准参数的整数部分，N是>1的整数，M是小于N且>＝0的整数，M/N是校准参数的小数部分，M＝0表示校准参数没有小数。
本实施例中，校准也以0.25灰度为单位进行，校准参数是P灰度，P+1/4灰度，P+2/4灰度，P+3/4灰度，其中P为>＝0的整数。
LED显示屏有很多种校准算法，寄生电容校准只是其中一种。
以寄生电容校准为例：
假如1个子帧灰度是10，寄生校准参数是5，那么校准后的灰度就是15(相加即可)；
假如1个子帧灰度是10，寄生校准参数是5.25，那么校准后的灰度是15.25；
假如1个子帧灰度是10，寄生校准参数是5.5，那么校准后的灰度是15.5；
假如1个子帧灰度是10，寄生校准参数是5.75，那么校准后的灰度是15.75。
寄生校准参数是由PCB板的寄生电容决定的，测试到的寄生校准参数可能是5.33灰度。
假如以1灰度为精度校准，寄生校准参数是5，产生了0.33的误差；
假如以0.25灰度为精度校准，寄生校准参数是5.25，产生了0.08的误差(误差变小了)。
校准的对象是子帧灰度值，0.25灰度的校准精度指：寄生校准参数是0.25灰度的整数倍；寄生校准参数可以是：P灰度、P+1/4灰度、P+2/4灰度、P+3/4灰度，其中P是>＝0的整数，P表示寄生校准参数的整数部分，1/4灰度、2/4灰度、3/4灰度是寄生校准参数的小数部分。LED模组生产出来后，在检测阶段会检测寄生校准参数，并保存下来。
假如校准后的灰度值是整数，就可以不延时。灰度值的整数部分由灰度时钟和计数器控制电流开关；灰度值的小数部分由延时电路控制电流开关。
在LED驱动芯片内部，增加延时电路，使该电路可以产生M/N灰度的延时。
以反相器为例说明实现方法：
假定两个反相器串联产生的延时是Xns～Yns(这个范围由晶圆制程决定，X<Y)，而1灰度对应的时间是Dns，那么驱动芯片内部需要放置2D/XN个反相器才能保证产生1/N灰度的延时，其中D＝1灰度对应的时间，X＝2个(1组)反相器产生的最小延时时间，D/XN＝要产生1/N灰度，需要的反相器组数，2D/XN＝要产生1/N灰度，需要的反相器个数。要产生1/N到(N-1)/N灰度的延时，延时电路至少要包含2D(N-1)/XN个反相器，通常为了简化计算起见，延时电路会包含2D/X个反相器。一个反相器使信号翻转一次，两个反相器产生的信号和原信号一样，相当于一个延时。
2D/X个反相器实际产生的延时为Dns～DY/Xns，需要在芯片的测试阶段校准为Dns。在芯片的测试阶段，首先打开一段时间的电流，时间为2D/X个反相器产生的总延时，由测试机台测量这段时间，假定为Tns(T>＝D)。2DD/XT个反相器，产生1灰度的延时。将2DD/XT这个值，保存到FUSE(熔丝)：芯片通过FUSE保存一些模拟校准的数值，即使芯片掉电，FUSE中的数值也还在，其中T为2D/X个反相器实际产生的延时时间。
校准之前，各个芯片上的延时电路产生的延时是有差异的，校准之后，各个芯片上由2DD/XT个反相器产生的延时是一致的，均为Dns。
延时电路，可以根据要产生的延时，选择相应数量的反相器。要产生M/N的延时，选择(2DD/XT)*(M/N)个反相器。例如：要产生3/4灰度的延时，就选择(2DD/XT)*(3/4)个反相器产生这个延时。
刷屏时序
利用这个延时电路，LED灯导通时间，可以为：Q+M/N灰度，其中Q是>＝0的整数，Q是子帧灰度的整数部分，Q＝10表示LED灯电流导通5个灰度时钟，M/N是子帧灰度的小数部分，M＝0表示所述小数部分为0。
原来电流导通时间＝半个灰度时钟周期的整倍数：1个灰度时钟表示2灰度，高低电平各自表示1灰度；
现在电流导通时间＝半个灰度时钟周期的整倍数+延时(M/N灰度值)。
例如，显示子帧5.75灰度时，LED驱动芯片的控制逻辑如下：
在灰度时钟上升沿或下降沿打开输出电流。
如图2所示，打开输出电流的同时，启动一个减法计数器，初始值为子帧灰度的整数部分5，灰度时钟上升沿或下降沿计数器的值-1。
计数器的值变成0时，改变延时电路的输入(0变1或者1变0)，延时电路的延时配置为子帧灰度的小数部分0.75，也就是由FUSE的值*3/4个反相器产生延时。
延时电路的输出改变时，关闭输出电流。
这样电流刚好导通2.5个灰度时钟周期+0.75灰度延时。
以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高精度LED显示方法，其特征在于，包括：
将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧，其中所述若干子帧灰度值为预设灰度单位的整倍数；
基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准后进行LED显示，其中所述校准参数为所述预设灰度单位的整倍数。
2.根据权利要求1所述的高精度LED显示方法，其特征在于，将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧包括：
获取所述每帧灰度值与子帧数量的比值，获取不大于所述比值且为预设灰度单位整倍数的最大值作为第一子帧灰度值，并将所述第一子帧灰度值和所述预设灰度单位之和作为第二子帧灰度值；
基于所述第一子帧灰度值和所述第二子帧灰度值将LED灯的每帧灰度值拆分为若干子帧。
3.根据权利要求1所述的高精度LED显示方法，其特征在于，基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准包括：
以预设灰度单位的校准精度获取校准参数，校准后子帧灰度值为子帧灰度值与所述校准参数之和。
4.根据权利要求1所述的高精度LED显示方法，其特征在于，基于校准参数对所述若干子帧灰度值进行校准后还包括：在LED驱动芯片内部，增加延时电路，延长电流导通时间，其中所述电流导通时间为半个灰度时钟周期的整倍数和延时时间之和。
5.根据权利要求4所述的高精度LED显示方法，其特征在于，增加延时电路，延长电流导通时间包括：
在灰度时钟上升沿或下降沿打开输出电流，打开输出电流的同时，启动一个减法计数器，所述减法计数器初始值为校准后子帧灰度值的整数部分，灰度时钟上升沿或下降沿所述减法计数器的值减1；
当所述减法计数器的值为0时，若所述校准后子帧灰度值的小数部分为0，则关闭电流，若所述校准后子帧灰度值的小数部分不为0，则通过所述延时电路将所述关闭电流的时间进行延时，其中所述关闭电流的延时为所述校准后子帧灰度值的小数部分。
6.根据权利要求4所述的高精度LED显示方法，其特征在于，通过所述延时电路将所述关闭电流的时间进行延时包括：由(2DD/XT)*(M/N)个反相器产生所述延时，其中，M/N为所述校准后子帧灰度值的小数部分，N为大于1的整数，M为小于N的正整数，D为1灰度对应的时间，X为2个反相器产生的最小延时时间，T为2D/X个反相器实际产生的延时时间。
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