像素阵列的时间和空间混色方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示技术领域，特别是一种像素阵列的时间和空间混色方法。
【背景技术】
[0002]液晶显示器分辨率高，能耗小，体积重量都远小于CRT显示器，目前液晶显示器已经取代了传统的CRT显示器，在显示领域占据统治地位。
[0003]液晶(LCD:Liquid-crystal_display)是一种呈液体状的化学物质，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。
[0004]对更加复杂的彩色显示器来说，还需要有专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元子像素构成，其中每一个子像素前面都分别有红色，绿色，或蓝色的过滤器。这样，通过不同子像素的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。现在，几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管(TFT:Thin film transistor)激活液晶层中的各个子像素。TFT IXD技术能够显示更加清晰，明壳的图像。
[0005]与传统CRT显示器处理模拟信号显示信息不同，IXD显示器只能处理数字信号的显示信息，各子像素显示的颜色由前端接收的数字信号信息决定，
[0006]液晶分子的透光率取决于加在液晶分子上的电场强度，该电场强度由加在液晶分子上的电压决定，电压不同时，液晶分子的透光率不同，各子像素显示的颜色就不同。通过改变电压，调节LCD显示的颜色。前文所述的决定各子像素颜色的数字信号信息实际就表征了加在液晶分子上的电压大小，显然，数字信号信息位数越大，可调节的电压台阶数越多，各子像素可以显示的颜色就越丰富，所述的控制子像素色彩的电压台阶，称之为灰阶。决定灰阶数的数字信号信息的位数，称为液晶显示器的位数(bit数)，例如6bit，8bit液晶显示器，表示液晶显示器接收的数字信号数据为6位和8位的二进制数据，灰阶分别为2的6次方和8次方，即64和256个灰阶。各像素的红绿蓝三个子像素都能显示64或256中颜色，则组合三个子像素的像素可以显示的颜色为64和256的三次方，6bit液晶显示器只能显示262144种色彩(64X64X64 = 262144)，而8bit液晶显示器可以显示16777216种颜色(256X256X256 = 16777216)，在物理角度来看，6bit面板能显示的色彩还不到8bit面板的2%。
[0007]液晶显示器的显示区域由若干像素拼接而成，各像素分为红绿蓝三个子像素，各子像素通过液晶分子上的电压不同而显示出不同的色彩，液晶分子上的电压由数字信号输入通过数模转化电路变为模拟电压信号来控制液晶分子的透光率，由于人眼对画面的感应速度有限，在较短时间内像素快速变化显示色彩时，人眼会将一定时间范围内变化的色彩平均化，同时由于液晶显示器上的像素面积极小，人眼无法单个分辨各像素的颜色，而会将相邻的一定空间范围内的若干像素的色彩平均化处理。
[0008]利用上述人眼对色彩的时间上的平均化和空间上的平均化，可以实现用低位显示器显示高位色彩，现有技术已有用低位的液晶显示器显示高位色彩的方法，例如下面一种用6位的液晶显示器显示8位色彩的方法:
[0009]对输入的一个8位数据，高低位保持不变，低2位，使用4个子像素作为显示8位数据的基本单元，则4个子像素通过01组合(O为白、I为黑)可以显示出8位数据的低2位(四种灰阶值)，如图1所示，利用人眼对邻近的子像素的色彩平均化，在人眼视觉上达到了空间上的混色。
[0010]或者对输入的8位数据画面，分为四帧显示(第一帧示为Ist、第二帧示为2nd、第三帧示为以及第四帧示为4 th)，通过四帧画面的01组合(O为白、I为黑)，达到显示8位数据低2位(四种灰阶值)的目的，如图2所示，利用人眼对短时间内色彩时间上的平均化，在人眼视觉上实现了时间上的混色。
[0011]传统的单纯时间或者空间混色，实现了用低位数液晶显示器显示高位数色彩信息，但是存在视觉上的抖动效应，具体表现为人眼看到的画面不流畅，能察觉到图像的抖动。对灰阶度的区别处理只到像素一级，容易造成显示上的块状效应，人眼感知上画面似乎被分割成小块，影响显示的平滑度和美感。
【发明内容】
[0012]本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种像素阵列的时间和空间混色方法。
[0013]本发明提供一种像素阵列的时间和空间混色方法，所述像素阵列包括沿行和列方向重复排列的多个单位阵列，各所述单位阵列包括四行三列的像素组，各所述像素组包括数量相同的子像素，各所述子像素根据经偏移值修正的灰阶值进行显示，同一所述单位阵列的同一列四个所述像素组中各子像素的偏移值构成对应的四个偏移值组，所述混色方法包括:以所述像素阵列的连续四帧为一时间单元，其中，同一所述时间单元的各帧中，在同一所述单位阵列的同一列的四个所述像素组中，所述四个偏移值组按不同的顺序排列，其中，同一所述时间单元、同一所述单位阵列中:各所述像素组的平均偏移值相等，每个所述偏移值组各自在各帧内的偏移值排列相同。
[0014]优选地，所述混色方法还包括:接收高位灰阶信号；将所述高位灰阶信号转换为低位灰阶信号，并获取2位最低有效位，所述最低有效位是以所述高位灰阶信号与所述低位灰阶信号的位长度差异为基础而产生；根据所述低位灰阶信号确定各子像素的灰阶值；以及根据所述最低有效位确定各子像素的偏移值以对根据所述低位灰阶信号确定所述灰阶值进行修正，其中，同一所述时间单元、同一所述单位阵列中:各所述像素组的平均偏移值等于所述2位最低有效位的值。
[0015]优选地，将2位所述最低有效位扩展为3位最低有效位，其中，同一所述时间单元、同一所述单位阵列中:各所述像素组的平均偏移值等于所述3位最低有效位的值。
[0016]优选地，同一所述时间单元的一帧中，在同一所述单位阵列的同一列的四个所述像素组中，每一像素组对应的偏移值组是在上一帧中与该像素组上一行或下一行的一像素组对应的偏移值组，其中，第四行的下一行是第一行，第一行的上一行是第四行。
[0017]优选地，同一所述时间单元的相邻两帧中，在同一所述单位阵列的同一列的四个所述像素组中，四个所述像素组对应的所述四个偏移值组两两互换。
[0018]优选地，同一所述时间单元的同一帧中，在同一所述单位阵列的各列所述像素组中，对应于各列四个所述像素组的所述四个偏移值组按相同的顺序排列。
[0019]优选地，同一所述时间单元的同一帧中，在同一所述单位阵列的各列像素组中，对应于各列四个所述像素组的所述四个偏移值组按不同的顺序排列。
[0020]优选地，各所述单位阵列中同一行的三个所述像素组为第一像素组、第二像素组以及第三像素组，各所述像素组具有两行子像素，每行具有四个子像素，位于同一行的所述第一像素组的一子像素、所述第二像素组的一子像素以及所述第三像素组的一子像素构成一个像素。
[0021]优选地，所述第一像素组、所述第二像素组和所述第三像素组分别用于显示红色、绿色和蓝色。
[0022]优选地，所述混色方法用于图像处理算法。
[0023]采用本发明的时间和空间混色方法，在人眼感