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1、(10)申请公布号 CN 104217683 A (43)申请公布日 2014.12.17 CN 104217683 A (21)申请号 201410455673.6 (22)申请日 2014.09.09 G09G 3/32(2006.01) (71)申请人 西安诺瓦电子科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区科技二路 68 号西安软件园秦风阁 D 区 401 (72)发明人 梁伟 刘德福 (74)专利代理机构 上海波拓知识产权代理有限 公司 31264 代理人 邓铁华 (54) 发明名称 灰度数据子场编排方法及装置、 LED显示驱动 方法 (57) 摘要 本发明涉及灰度数据子场编。
2、排方法及装置以 及 LED 显示驱动方法。所述灰度数据子场编排方 法包括 ： 获取一 m 位灰度数据 ； 确定所述 m 位灰度 数据中每一级灰度数据位在单个完整刷新周期内 占用的子场数以及在所占用的子场中单个子场内 的点亮时间。 所述m位灰度数据划分有多个段， 每 个段包括所述 m 位灰度数据中的一级或多级灰度 数据位， 处于同一段的多级灰度数据位在单个完 整刷新周期内占用的子场数相等， 且多个段中的 至少一个段所包含的多级灰度数据位在单个完整 刷新周期内占用的子场数大于 1。本发明对灰度 数据进行分段子场编排， 提高低灰部分占用的子 场数， 可达到提高低灰度刷新率并降低亮度效率 的效果。 (。
3、51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104217683 A CN 104217683 A 1/1 页 2 1. 一种灰度数据子场编排方法， 其特征在于， 包括步骤 ： 获取一 m 位灰度数据 ； 确定所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数 以及在所占用的子场中单个子场内的点亮时间 ； 其中， 所述m位灰度数据划分有多个段， 每个段包括所述m位灰度数据中的一级或多级 灰度数据位， 处于同一段的多级灰度数据。
4、位在单个完整刷新周期内占用的子场数相等， 且 所述多个段中的至少一个段所包含的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场 数大于 1。 2. 如权利要求 1 所述的灰度数据子场编排方法， 其特征在于， 处于同一段的多级灰度 数据位在所占用的子场中单个子场内的点亮时间互不相同。 3.如权利要求1所述的灰度数据子场编排方法， 其特征在于， 所述m位灰度数据从最高 级灰度数据位到最低级灰度数据位的子场权重依次递减， 其中， 所述 m 位灰度数据中的每 一级灰度数据位的子场权重等于所述灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数和 在所占用的子场中单个子场内的点亮时间的乘积。 4.如权利要求1所述的灰。
5、度数据子场编排方法， 其特征在于， 所述获取一m位灰度数据 的步骤包括 ： 对输入视频信号的一 n 位灰度数据进行非线性变换映射得到所述 m 位灰度数 据， 且 m 大于 n。 5. 如权利要求 4 所述的灰度数据子场编排方法， 其特征在于， 所述非线性变换包括反 伽玛校正。 6. 一种 LED 显示驱动方法， 其特征在于， 包括步骤 ： 执行如权利要求 1 至 5 任意一项所述的灰度数据子场编排方法， 以得到所述 m 位灰度 数据对应的子场排布 ； 以及 根据所述子场排布驱动控制电连接一 LED 驱动芯片的 LED 灯点以在所述 LED 灯点上实 现对应所述 m 位灰度数据的灰度级显示。 7。
6、. 一种灰度数据子场编排装置， 其特征在于， 包括 ： 灰度数据获取模块， 用于获取一 m 位灰度数据 ； 子场编排模块， 用于确定所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位在单个完整刷新周 期内占用的子场数以及在所占用的子场中单个子场内的点亮时间， 其中， 所述 m 位灰度数 据划分有多个段， 每个段包括所述 m 位灰度数据中的一级或多级灰度数据位， 处于同一段 的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数相等， 且所述多个段中的至少一个 段所包含的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1。 8. 如权利要求 7 所述的灰度数据子场编排装置， 其特征在于， 所述子场编排模块使。
7、得 处于同一段的多级灰度数据位在所占用的子场中单个子场内的点亮时间互不相同。 9. 如权利要求 7 所述的灰度数据子场编排装置， 其特征在于， 所述子场编排模块使得 所述 m 位灰度数据从最高级灰度数据位到最低级灰度数据位的子场权重依次递减， 其中， 所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位的子场权重等于所述灰度数据位在单个完整刷 新周期内占用的子场数和在所占用的子场中单个子场内的点亮时间的乘积。 10. 如权利要求 7 所述的灰度数据子场编排装置， 其特征在于， 所述灰度数据获取模块 和所述子场编排模块至少一个设置在接收卡或异步卡上。 权 利 要 求 书 CN 104217683 A 2 1。
8、/6 页 3 灰度数据子场编排方法及装置、 LED 显示驱动方法 技术领域 0001 本发明属于 LED 显示控制技术领域， 尤其涉及一种灰度数据子场编排方法、 一种 LED 显示驱动方法以及一种灰度数据子场编排装置。 背景技术 0002 现有的LED控制系统在使用通用芯片来控制LED显示屏的显示时会由于低灰度刷 新率低， 导致显示效果变差， 从而在画面拍照时出现失真的现象。在小间距的 LED 显示屏 中， 低亮度的显示效果较好， 但常用的降低亮度效率的方法常常降低低灰度的显示。由于 LED的线性响应特性， 目前的LED显示屏控制需要对输入的n位灰度数据进行反伽玛校正映 射到 m 位灰度数据后。
9、再做灰度实现， m 大于 n。设 x 为输入灰度数据， 值域为 0 到 (2n-1)， y 为反伽玛校正后的灰度数据， 值域为 0 到 (2m-1), 为伽玛值， 映射关系如下 ： 0003 0004 当需要降低 LED 显示屏的亮度时， 现有的技术是将反伽玛之后的 y 值直接乘上一 个亮度百分比， 比如需要将亮度降到 50， 就将 y 值乘 0.5。 0005 这种做法会导致如下两个问题 ： (1) 较小的 x 值映射的 y 值为 0， 导致这些灰度级 实现的结果是黑的 ( 不亮 )， (2) 多个 x 值映射相同的 y 值， 导致这些灰度级实现效果相同。 这两个问题会导致 LED 显示屏的。
10、低灰度效果变差。 0006 为克服上述问题， 现有技术提出另一种灰度级实现方法， 具体为 ： 目前通用的 LED 显示屏采用 on-off 式恒流驱动芯片驱动 LED 屏体， m 位的反伽玛后的灰度数据 y 值是通过 子场编排方式实现， 每个子场送出灰度数据的某1位， 通过控制LED驱动芯片的打开时间来 实现这 1 位数据的权重。以 m 等于 16 为例， 一种常见的编排方式如下， 其最高位占用的子 场数为 32( 其他值也适用 ) ： 0007 表 1 现有的子场编排方式 0008 Bit占用子场数打开时间与子场时间比例子场权重 1532132*1 1416116*1 13818*1 124。
11、14*1 11212*1 说 明 书 CN 104217683 A 3 2/6 页 4 10111*1 911/21*1/2 811/41*1/4 711/81*1/8 611/161*1/16 511/321*1/32 411/641*1/64 311/1281*1/128 211/2561*1/256 111/5121*1/512 011/10241*1/1024 合计73 64 0009 该编排方式实现一次灰度需要共计 73 个子场， 灰度数据最大 ( 每一个 bit 的取值 都为 1) 时 LED 驱动芯片合计打开时间占用 64 个子场。 0010 这种编排方式的亮度效率为 ： 001。
12、1 0012 然而， 这种现有的子场编排方式的缺点为在 16bits 灰阶 ( 灰度数据 ) 中， 一个完 整刷新周期内bit10:0都只能出现1次(也即占用的子场数为1)， 低灰刷新率很低， 使得 显示效果不好， 导致拍照时照片出现失真 ； 并且， 亮度效率高， 不适合小间距 LED 显示屏。 发明内容 0013 因此， 本发明为克服现有技术中的缺陷， 提供一种灰度数据子场编排方法、 一种 LED 显示驱动方法以及一种灰度数据子场编排装置。 0014 具体地， 本发明提供的一种灰度数据子场编排方法， 其包括步骤 ： 获取一 m 位灰度 数据 ； 确定所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位在。
13、单个完整刷新周期内占用的子场数 以及在所占用的子场中单个子场内的点亮时间。其中， 所述 m 位灰度数据划分有多个段， 每 个段包括所述 m 位灰度数据中的一级或多级灰度数据位， 处于同一段的多级灰度数据位在 单个完整刷新周期内占用的子场数相等， 且所述多个段中的至少一个段所包含的多级灰度 数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1。 0015 在本发明的一个实施例中， 上述处于同一段的多级灰度数据位在所占用的子场中 说 明 书 CN 104217683 A 4 3/6 页 5 单个子场内的点亮时间互不相同。 0016 在本发明的一个实施例中， 上述 m 位灰度数据从最高级灰度数据位到最低级。
14、灰度 数据位的子场权重依次递减， 其中， 所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位的子场权重 等于所述灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数和在所占用的子场中单个子场 内的点亮时间的乘积。 0017 在本发明的一个实施例中， 上述获取一 m 位灰度数据的步骤包括 ： 对输入视频信 号的一 n 位灰度数据进行非线性变换映射得到所述 m 位灰度数据， 且 m 大于 n。 0018 在本发明的一个实施例中， 上述非线性变换包括反伽玛校正。 0019 此外， 本发明提供的一种 LED 显示驱动方法， 包括步骤 ： 执行上述任意一种灰度数 据子场编排方法， 以得到所述 m 位灰度数据对应的子场分布 。
15、； 以及根据所述子场排布驱动 控电连接一 LED 驱动芯片的 LED 灯点以在所述 LED 灯点上实现对应所述 m 位灰度数据的灰 度级显示。 0020 另外， 本发明提供的一种灰度数据子场编排装置， 包括 ： 灰度数据获取模块， 以及 子场编排模块。其中， 灰度数据获取模块用于获取一 m 位灰度数据。子场编排模块用于确 定所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数以及在 所占用的子场中单个子场内的点亮时间。其中， 所述 m 位灰度数据划分有多个段， 每个段包 括所述 m 位灰度数据中的一级或多级灰度数据位， 处于同一段的多级灰度数据位在单个完 整刷新周期内占用的。
16、子场数相等， 且所述多个段中的至少一个段所包含的多级灰度数据位 在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1。 0021 在本发明的一个实施例中， 上述子场编排模块使得处于同一段的多级灰度数据位 在所占用的子场中单个子场内的点亮时间互不相同。 0022 在本发明的一个实施例中， 上述子场编排模块使得所述 m 位灰度数据从最高级灰 度数据位到最低级灰度数据位的子场权重依次递减， 其中， 所述 m 位灰度数据中的每一级 灰度数据位的子场权重等于所述灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数和在所 占用的子场中单个子场内的点亮时间的乘积。 0023 在本发明的一个实施例中， 上述灰度数据获取模块和子场编。
17、排模块至少一个设置 在接收卡或异步卡上。 0024 由上可知， 本发明通过对 m 位灰度数据进行分段子场编排， 使同一段内的多级灰 度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数相等以及使多个段中的至少一个段所包含 的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1 ； 使得 m 位灰度数据中的低 灰部分占用的子场数得到提高， 因此可达到提高低灰度刷新率并降低亮度效率的效果， 从 而达到提高拍照效果以及减低亮度效率来提高小间距 LED 显示屏幕的显示效果的作用。 0025 通过以下参考附图的详细说明， 本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知 道， 该附图仅仅为解释的目的设计， 而不是作为本。
18、发明的范围的限定， 这是因为其应当参考 附加的权利要求。还应当知道， 除非另外指出， 不必要依比例绘制附图， 它们仅仅力图概念 地说明此处描述的结构和流程。 附图说明 0026 图 1 为本发明实施例的一种灰度数据子场编排装置的模块示意图。 说 明 书 CN 104217683 A 5 4/6 页 6 具体实施方式 0027 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 0028 在大屏幕 LED 显示系统中， 低灰度的刷新直接影响到显示的效果， 影响到拍照的 效果， 本发明通过对子场的重新编排来提高低灰的刷新率、 减少拍照的失真问题。
19、。 0029 具体地， 本发明下述实施例的灰度数据子场编排方法在不损失低灰度显示效果的 基础上可降低亮度效率 ： 0030 设 p， q 为不小于 0 的整数且 pq， m 为正整数， 且 p,q 均不大于 m ； 0031 Nsegment为 m 位灰度数据的分段编号， 其中 0 Nsegmentm， 处于同一段的各级灰度数 据位在单个完整刷新周期内占用的子场数相等且多个段中至少一个段的多级灰度数据位 在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1 ； 0032 Nref为一场图像时间的完整刷新率， 对于 60Hz 的场频， Nref即在约 16.67ms 时间内 的完整刷新次数 ； 0033 N。
20、 subfi eld_gray_p及 N subfi eld_gray_q分别为所述 m 位灰度数据中的第 p 级灰度数据位和第 q 级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数 ； 0034 T subfi eld_on_gray_p及 T subfi eld_on_gray_q分别为所述第 p 级灰度数据位和第 q 级灰度数据位 在所占用的子场中单个子场内的点亮时间 ； 0035 T subfi eld为单个子场的时间 ； 0036 Ton_gray_p及 Ton_gray_q分别为所述第 p 级灰度数据位和第 q 级灰度数据位在一个完整 刷新周期内的点亮时间 ； 0037 其满足以下条件。
21、式 (1) (5) ： 0038 N subfi eld_gray_p N subfi eld_gray_q (1) 0039 T subfi eld_on_gray_p T subfi eld_on_gray_q (2) 0040 Ton_gray_p T subfi eld_on_gray_pN subfi eld_gray_p (3) 0041 Ton_gray_q T subfi eld_on_gray_qN subfi eld_gray_q (4) 0042 Ton_gray_p Ton_gray_q2p-q (5) 0043 此外， 第 p 级灰度数据位 ( 也即第 p bit 灰。
22、度 ) 每秒的刷新率为 ： 0044 Nref_gray_p 60NrefN subfi eld_gray_p， 其中 60 为场频的取值， 但本发明的场频取值并 不限于 60。 0045 由此可见， 在基本的性能参数确定的条件下， 一场图像时间内的完整刷新率Nref没 什么差别， 那么， 尽量提高 p 较小时在单个完整刷新周期内占用的子场数 N subfi eld_gray_p， 这样 就能使得低灰度的刷新率提高， 并降低亮度效率。 0046 其亮度效率 0047 另外， 对于前述m位灰度数据， 其可以通过对输入视频信号的一n位灰度数据进行 说 明 书 CN 104217683 A 6 5/。
23、6 页 7 非线性变换例如反伽玛校正映射得到， 且 m 大于 n。此外， m 的取值可以是 16,20,24 等， n 的取值可以是 6,8 等， 但本发明并不以此为限。 0048 为便于理解本实施例的灰度数据子场编排方法， 下面以 m 16 作为举例进行说 明。 0049 比较上述表1和下表2可以看出， 在总子场数基本一致的情况下， 在一个完整刷新 周期内， 低灰度的刷新 bit10:5 出现了 4 次， bit4:2 出现了 2 次， 远远好于上述表 1 中 的子场排布的在一个完整刷新周期内的 1 次。 0050 在亮度效率方面， 这种分段子场编排方式的亮度效率为 ： 0051 0052 。
24、表 2 分段子场编排方式 0053 0054 此外， 从表 2 还可以得知， 第 0 段中的 bit1:0 在单个完整刷新周期内占用的 子场数为 1， 第 1 段中的 bit4:2 在单个完整刷新周期内占用的子场数为 2， 第 2 段中的 bit11:5 在单个完整刷新周期内占用的子场数为 4， 第 3 段中的 bit14:12 在单个完整 刷新周期内占用的子场数为 8， 第 4 段中的 bit15 在单个完整刷新周期内占用的子场数为 16 ； 处于同一段的多级灰度数据位例如第 1 段中的 bit4 ： 2 在所占用的子场中单个子场 内的点亮时间 ( 也即打开时间 ) 互不相同 ； 16 级灰。
25、度数据 bit15:0 从最高级 bit15 到 最低级 bit0 的子场权重依次递减。 0055 由上可知， 本发明上述实施例通过对 m 位灰度数据进行分段子场编排， 使同一段 内的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数相等以及使多个段中的至少一 个段所包含的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1 ； 使得 m 位灰度 说 明 书 CN 104217683 A 7 6/6 页 8 数据中的低灰部分占用的子场数得到提高， 因此可达到提高低灰度刷新率并降低亮度效率 的效果， 从而达到提高拍照效果以及减低亮度效率来提高小间距 LED 显示屏幕的显示效果 的作用。 0056 。
26、再者， 本发明实施例还提供一种采用上述灰度数据子场编排方法的 LED 显示驱动 方法， 其主要包括如下步骤 ： (a) 执行上述灰度数据子场编排方法以得到 m 位灰度数据对应 的子场排布， 例如表2所示 ； 以及(b)根据所述子场排布驱动控制电连接所述LED驱动芯片 的 LED 灯点以在所述 LED 灯点上实现对应所述 m 位灰度数据的灰度级显示。 0057 另外， 请参阅图 1， 本发明实施例还提供一种灰度数据子场编排装置 10， 可实现上 述实施例的灰度数据子场编排方法， 其包括 ： 灰度数据获取模块 11 以及子场编排模块 13。 本实施例中， 灰度数据获取模块 11 以及子场编排模块 。
27、13 例如是由存储于非易失存储器并 可由一个或多个处理器执行的软件模块来实现， 例如， 灰度数据获取模块 11 和子场编排模 块 13 都是在 LED 显示屏同步控制系统的接收卡或 LED 显示屏异步控制系统的异步卡上实 现 ； 又或者灰度数据获取模块 11 在接收卡或异步卡上实现， 而子场编排模块 13 是在后端 的专用 LED 驱动芯片上实现。众所周知的， 接收卡或异步卡在应用于 LED 显示屏时， 其会与 LED 灯板形成电连接， 例如电连接 LED 灯板上的 LED 驱动芯片。 0058 承上述， 灰度数据获取模块 11 用于获取一 m 位灰度数据， 具体可为用于对输入视 频信号的一 。
28、n 位灰度数据进行非线性变换映射得到所述 m 为灰度数据， 且 m 大于 n。子场编 排模块 13 用于确定所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用 的子场数以及在所占用的子场中单个子场内的点亮时间(打开时间)。 其中， 所述m位灰度 数据划分有多个段， 每个段包括所述 m 位灰度数据中的一级或多级灰度数据位， 处于同一 段的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数相等， 且所述多个段中的至少一 个段所包含的多级灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数大于 1。 0059 此外， 子场编排模块 13 还可使得处于同一段的多级灰度数据位在所占用的子场 中单个子场内。
29、的点亮时间互不相同 ； 及 / 或使得所述 m 位灰度数据从最高级灰度数据位到 最低级灰度数据位的子场权重依次递减， 其中， 所述 m 位灰度数据中的每一级灰度数据位 的子场权重等于所述灰度数据位在单个完整刷新周期内占用的子场数和在所占用的子场 中单个子场内的点亮时间的乘积。 0060 本文中应用了具体个例对本发明灰度数据子场编排方法、 LED 显示驱动方法以及 灰度数据子场编排装置的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理 解本发明的方法及其核心思想 ； 同时， 对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想， 在 具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发 明的限制， 本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。 说 明 书 CN 104217683 A 8 1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 104217683 A 9 。