王桥立, 郝宗潮
(深圳京东方智能显示技术有限公司,深圳518057) 摘 要:本文运用分时解析法解释了LED显示屏虚拟像素的基本原理,提出了虚 拟像素的实现方法,同时分析了虚拟像素的应用要点。
关键词:虚拟像素;LED;LED显示屏
中图分类号:TN27 文献标识码:B
The Principle and Application of LED Panel’s Virtual Pixel Technology
WAN Qiao-li, HAO Zong-chao
Abstract: In this paper, we analyse the principle of LED panel’s virtual pixel by time-sharing method. The realization method and main points for application of virtual pixel is also present.
Keywords: Visual Pixel;LED;LED Display Panel
近年来,国内LED显示屏行业飞速发展,出现了很多新技术、新工艺,“虚拟像素”技术是其中的热门技术之一。随着各厂家对“虚拟像素”概念的宣传和引导,目前已有越来越多客户开始接受“虚拟像素”技术,特别是在显示屏面积受限而又要求显示更多信息的场合,“虚拟像素”优势更明显。那么到底什么是“虚拟像素”,如何在LED显示屏中实现“虚拟像素ext前端框架”呢?
1 “虚拟像素”原理
所谓的“虚拟像素”技术,其实质就是利用人眼的视觉暂留现象,对实像素进行分时复用,复现更多显示信息点(虚像素点)的技术,也就是所谓的像素共享技术。可用图解方法说明“虚拟像素”的原理。以漂流河道设计3列×3行9个实像素点(LED像素配比采用2红1绿1蓝)为例,如图1所示。实像素显示原理就是每个像素点相互独立地显示信息,图1的9个实像素点可显示S(1,1)-S(3,3)的3×3矩阵共9个点。从图1可以看出,两个实像素点相邻的四个LED灯也
收稿日期:2004-03-03
可构成2红1绿1蓝的基本显示点,利用这些基本显示点在不同的时刻显示不同的像素点,可以显示更多的信息点,也就是所谓的“虚拟像素”点。我们把一幅完整的画面分解成四个不同时刻的图像:第一时刻显示奇数行奇数列的信息,如图2所示;第二时刻,显示奇数行偶数列的信息,如图3所示;第三时刻,显示偶数行奇数列的信息,如图4所示;第四时刻,显示偶数行偶数列信息,如图5所示。引用电视信号中场的概念,将“虚拟像素”的四个时刻分别定义为四个场,即第一场:奇-奇场;第二场:奇-偶场;第三场:偶-奇场以及第四场偶-偶场。由这四场构成一帧图像。从图2~图5可以看出,每个时刻的像素基本点部分复用而又不完全相同,这是“虚拟像素”的基本要素,这样可以保证形成的虚像素点不会重叠,显示画面稳定细腻。这四个时刻由于相隔时间很短(微秒级),利用人眼的视觉暂留现象,可以叠加成一幅画面,如图6所示,可以显示S(1,1)~S(5,5)的5×5=25个像素点的信息。图中除四周边缘的LED灯外,其他LED灯四周都有四个”虚拟像素”点,即这些LED灯被复用了四次。n(行)×m(列)的实像素,可虚拟成(2n-1)×(2m-1)的“虚拟像素”。当
n与m较大时,(2n-1)×(2m-1)≈2n×2m=4(n×m),即虚像素点数约为实像素点数的4倍。
2 “虚拟像素”的实现
从“虚拟像素”的原理可以发现,“虚拟像素”与实像素主要有两点区别,一点是“虚拟像素”的一帧画面由四场构成,而实像素的一帧画面只有一场;另一点是实像素点间相互独立,每个实像素点的2个红管显示的是同一个信号源,因此在驱动电路中,这两个红管一般都由同一驱动源驱动,而“虚拟像素gps追踪系统”点的两个红管在不同的时刻(场)显示的内容不同,因此两个红管是被独立驱动的。
还是以3×3的实像素(“虚拟像素”5×5)为例,将2红1绿1蓝基本显示点分成R1,R2,G,B四个通道,如图7所示。从图1可以看出,实像素的信号源数据结构可用如下的矩阵表示:
对于“虚拟像素”,每一场每处信号通道的数据结构都不相同,只要分析出每一场的数据结
构,将数据源按此规律进行重新组织,即可实现“虚拟像素”。
第一场(奇-奇场),如图2所示,四通道的数据结构一致,即:
第二场(奇-偶场),如图3所示,其数据结构为:
其中,R(x,x),G(x,x),B(x,x)为一些边缘点,在程序设计中要作补零处理,以避免出现边缘随机点的现象。
第三场(偶-奇场),如图4所示,其数据结构为:
第四场(偶-偶场),如图5所示,其数据结构为:
将数据源按四场的数据结构存放在四个区域,再由扫描机制将数据发送到屏体的驱动芯片,即可实现“虚拟像素”。
3 “虚拟像素”使用要点
从“虚拟像素”的原理可知,“虚拟像素”的画面是由四场组成的,因此与实像素相比,其数据的刷新率要求更高,至少为实像素的4倍。这对于相同规模的控制器来说,为了提高刷新频率,只有减少其控制范围。从这一点来说,“虚拟像素”比较适合小尺寸的显示屏。
在光材料相同的前提下,“虚拟像素”具有接近实像素近4伦琴射线管倍的显示点,可表达更多的信息,这是“虚拟像素”最大的优势,在某种意义上讲,“虚拟像素”可以大大节约成本。但与实像素相比,“虚拟像素”也有其弱点:
(1) 由于采用四场合成一帧的方式,其亮度要低于只有一场的实像素;
(2) 对比度要弱于实像素;
(3金蝉养殖吧) 由于相邻像素的复用关系,使“虚拟像素”在显示文字,特别是小号字时比较模糊,边缘不够清晰;
(4) 控制上要比实像素复杂,控制成本相应要高一点。
因此,要针对不同的应用场合,适当地选择采用实像素或“虚拟像素”。总而言之,“虚拟像素”适用于实像素分辨率不够的、非文字视频显示的小尺寸显示屏。
目前也有厂家提供具有虚实像素切换功能的显示屏,使“虚拟像素奥沙利”的应用更加灵活。
作者简介:王桥立(1968),男,湖南人,深圳市京东方智能显示技术有限公司总经理,中国光学光电子行业协会LED 显示屏分会副理事长,1993 年西安电子科技大学自动控制专业硕士研究生毕业,2003 年北京大学光华管理学院MBA 毕业。E-mail:wql@boe.
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郝宗潮(1975),男,安徽人,深圳市京东方智能显示技术有限公司研发中心经理,硕士,2000 年毕业至今从事LED 显示屏及主控系统开发。E-mail:hzc@szboe 。