一种像素的渲染方法、装置及系统与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素的渲染方法、装置及系统。

背景技术：

有机发光显示装置具有可自发光无需背光，轻薄，功耗低等优点，逐渐被应用于各种电子设备中。

现有技术通过像素渲染的方式实现待显示图像在有机发光显示装置屏幕上的显示。具体的，像素渲染通常包括如下步骤：输入图像，样式评估，渲染操作。其中，样式评估是对输入的图像进行分析，确定各部分图像样式的过程，样式包括直线、斜线和点，是由用户提前预设的，上述直线、斜线和点均包括多个子像素。在进行像素渲染时，根据获取到的各部分图像样式的颜色确定该样式中各色子像素的灰阶值比例，并按照该灰阶值比例以及基准灰阶值确定驱动信号，以驱动显示装置进行显示。上述像素渲染方式中，显示装置与待显示图像的分辨率相同，此外，这种方式以样式为最小单位进行像素的渲染，而各样式的边缘仅包括至多两种颜色的子像素，易发生彩边现象，且每个样式中各位置处的子像素数量不尽相同，使得显示出的对应图像线条粗细不一。

技术实现要素：

本发明提供了一种像素的渲染方法、装置及系统，以使用低分辨率显示屏显示高分辨率图像，降低图形彩边及线条粗细不一的风险，简化算法。

第一方面，本发明实施例提供了一种像素的渲染方法，所述方法包括：

步骤1、获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值；

步骤2、通过如下方式根据所述各数据子像素的亮度值获取显示屏中各屏幕子像素的显示亮度值：

确定包含所述显示屏中第一屏幕子像素的至少一个虚拟像素，所述虚拟像素还包括与所述第一屏幕子像素构成一屏幕像素的第二屏幕子像素，以及与所述屏幕像素相邻设置的第三屏幕子像素，所述第一屏幕子像素、第二屏幕子像素以及第三屏幕子像素的颜色不同；

确定所述待显示图像中与所述至少一个虚拟像素对应的至少一个数据像素，所述数据像素包括三个颜色不同的数据子像素，所述三个颜色不同的数据子像素分别与所述第一屏幕子像素、所述第二屏幕子像素以及所述第三屏幕子像素中的一个屏幕子像素颜色相同；

将所述至少一个数据像素中和所述第一屏幕子像素颜色相同的数据子像素的亮度值与对应系数乘积之和作为所述第一屏幕子像素的显示亮度值；

以相同方式获得所述显示屏中除所述第一屏幕子像素外其他屏幕子像素的显示亮度值；

步骤3、将各所述屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值；

步骤4：将所述灰阶值对应的驱动信号输出至所述显示屏中。

第二方面，本发明实施例还提供了一种像素的渲染装置，所述装置包括：

亮度值获取模块，用于获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值；

算法实施模块，用于确定包含所述显示屏中第一屏幕子像素的至少一个虚拟像素，所述虚拟像素还包括与所述第一屏幕子像素构成一屏幕像素的第二屏幕子像素，以及与所述屏幕像素相邻设置的第三屏幕子像素，所述第一屏幕子像素、第二屏幕子像素以及第三屏幕子像素的颜色不同；确定所述待显示图像中与所述至少一个虚拟像素对应的至少一个数据像素，所述数据像素包括三个颜色不同的数据子像素，所述三个颜色不同的数据子像素分别与所述第一屏幕子像素、所述第二屏幕子像素以及所述第三屏幕子像素中的一个屏幕子像素颜色相同；将所述至少一个数据像素中和所述第一屏幕子像素颜色相同的数据子像素的亮度值与对应系数乘积之和作为所述第一屏幕子像素的显示亮度值；以相同方式获得所述显示屏中除所述第一屏幕子像素外其他屏幕子像素的显示亮度值；

亮度转换模块，用于将各所述屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值；

信号输出模块，用于将所述灰阶值对应的驱动信号输出至所述显示屏中。

第三方面，本发明实施例还提供了一种像素的渲染系统，所述系统包括第二方面所述的像素的渲染装置、存储芯片、控制芯片、转换芯片以及显示屏；

其中，所述像素的渲染装置与所述存储芯片、所述控制芯片以及所述转换芯片连接，所述转换芯片与所述显示屏连接；

所述存储芯片用于存储所述图像数据；

所述控制芯片用于通过向所述像素的渲染装置发送图像数据提取指令，控制所述像素的渲染装置从所述存储芯片提取所述图像数据；

所述转换芯片用于将所述像素的渲染装置输出驱动信号中的图像数据转换为所述显示屏能够正常显示的图片数据；

所述显示屏用于显示从所述转换芯片输入的所述图片数据。

本发明实施例提供的技术方案，通过获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值，根据各数据子像素的亮度值获取显示屏中各屏幕子像素的显示亮度值，将各屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值，将灰阶值对应的驱动信号输出至显示屏中，达到了使用低分辨率显示屏显示高分辨率图像，降低图形彩边及线条粗细不一的风险，简化算法的有益效果。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1a是本发明实施例提供的一种像素的渲染方法的流程示意图；

图1b是本发明实施例提供的显示屏的结构示意图；

图1c是本发明实施例提供的待显示图像的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种像素的渲染装置的结构示意图；

图3a是本发明实施例提供的一种像素的渲染系统的结构示意图；

图3b是本发明实施例提供的一种FPG仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

图1a是本发明实施例提供的一种像素的渲染方法的流程示意图。本实施例可适用于使用低分辨率的显示屏显示高分辨率图像的应用场景。

本实施例中像素的渲染方法实现的是，将待显示图像中的图像信息显示在显示屏中。可以理解的是，若待显示图像中的数据子像素数量与显示屏中屏幕子像素数量相同，且对应位置处的数据子像素和显示屏中屏幕子像素的颜色相同，则直接将待显示图像中各数据子像素的灰阶值作为显示屏中对应位置处屏幕子像素的灰阶值即可。但对于显示屏中屏幕子像素数量小于待显示图像中数据子像素数量的情况，按照上述方式则无法使得待显示图像的图像信息完全显示在显示屏上。本实施例提供的像素的渲染方法可有效解决上述问题。

如图1a所示，所述像素的渲染方法具体可以包括如下：

步骤101、获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值。

其中，图像数据为待显示图像的数据形式文本，根据图像数据能够得到对应的待显示图像。在本实施例中，数据子像素指待显示图像中的子像素，屏幕子像素指显示屏中的子像素。

示例性的，输入的图像数据可以是包含各数据子像素的亮度值的数据，这种情况下，可直接在输入的图像数据中获得各数据子像素的亮度值。

在本发明其他实施方式中，所述获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值可以包括：获取所述待显示图像中各数据子像素的灰阶值，将所述各数据子像素的灰阶值转换为亮度值。

需要说明的是，待显示图像通常以各数据子像素的灰阶值数据进行存储，而灰阶值是数字数据，直接对各数据子像素的灰阶值进行运算，会导致结果误差率较大。考虑到亮度值是模拟数据，采用各数据子像素的亮度值进行运算，则得到的结果更为准确。因此，将待显示图像中各数据子像素的灰阶值转换为对应的亮度值，以便用于后续运算。

还需要说明的是，灰阶值取值范围为0-255，待显示图像中的每个像素都有其对应的灰阶值。将灰阶值转换为亮度值时，固定灰阶值对应的亮度值与算法中预设的亮度最小值和亮度最大值相关。例如，算法中预设的亮度最小值是0，亮度最大值是100，对于一个灰阶值为51的数据子像素，将其灰阶值转换为亮度值时，设置其亮度值为x,则获取亮度值的过程为：51/(255-0)＝x/(100-0)，得到的亮度值x为20。

示例性的，所述获取所述待显示图像中各数据子像素的灰阶值之前，还可以包括：获取所述待显示图像对应的图片数据，将所述图片数据转换为所述图像数据。

像素的渲染装置无法处理图片数据，因此若输入的数据是图片数据时，将图片数据转换为像素的渲染装置能够直接处理的图像数据。

步骤102、根据所述各数据子像素的亮度值获取显示屏中各屏幕子像素的显示亮度值。

需要说明的是，通过采用本发明像素的渲染方法中的算法，对待显示图像中各数据子像素的亮度值进行运算，能够获得显示屏中各屏幕子像素进行图像显示时的对应的亮度值。

具体的，通过如下方式根据所述各数据子像素的亮度值获取显示屏中各屏幕子像素的显示亮度值：确定包含所述显示屏中第一屏幕子像素的至少一个虚拟像素，所述虚拟像素还包括与所述第一屏幕子像素构成一屏幕像素的第二屏幕子像素，以及与所述屏幕像素相邻设置的第三屏幕子像素，所述第一屏幕子像素、第二屏幕子像素以及第三屏幕子像素的颜色不同；确定所述待显示图像中与所述至少一个虚拟像素对应的至少一个数据像素，所述数据像素包括三个颜色不同的数据子像素，所述三个颜色不同的数据子像素分别与所述第一屏幕子像素、所述第二屏幕子像素以及所述第三屏幕子像素中的一个屏幕子像素颜色相同；将所述至少一个数据像素中和所述第一屏幕子像素颜色相同的数据子像素的亮度值与对应系数乘积之和作为所述第一屏幕子像素的显示亮度值；以相同方式获得所述显示屏中除所述第一屏幕子像素外其他屏幕子像素的显示亮度值。

需要说明的是，第一屏幕子像素为显示屏中任一屏幕子像素，本实施例以第一子像素为例对获取屏幕子像素显示亮度值的方法进行说明。其他屏幕子像素的显示亮度值以相同方式获得。

还需要说明的是，显示屏内像素阵列中的每两个相邻设置且颜色不同的屏幕子像素构成一屏幕像素，每个屏幕像素中的两个屏幕子像素与一相邻设置且具有第三颜色的屏幕子像素构成一虚拟像素，用于对应显示待显示图像中一个数据像素的图像信息。示例性的，图1b是本发明实施例提供的显示屏的结构示意图。如图1b所示，显示屏包括多个屏幕子像素，多个屏幕子像素呈矩阵排列，沿矩阵的行方向X，每两个相邻设置的屏幕子像素构成一屏幕像素10，每个屏幕像素10中的两个屏幕子像素与一相邻设置且具有第三颜色的屏幕子像素构成一虚拟像素20。例如，屏幕子像素A和屏幕子像素B构成第一屏幕像素10/1，屏幕子像素A、屏幕子像素B和屏幕子像素C构成第一虚拟像素20/1。可以理解的是，一个屏幕子像素仅包含于一个屏幕像素10，但是可包含于一个或多个虚拟像素20。例如，图1b中屏幕子像素C包含于像素10/2，且包含于第一虚拟像素20/1和虚拟像素20/2。需要说明的是，在图1b中，第一屏幕像素10/1、第二屏幕像素10/2、第三屏幕像素10/3、第四屏幕像素10/4、第五屏幕像素10/5、第七屏幕像素10/7、第八屏幕像素10/8、第九屏幕像素10/9、第十屏幕像素10/10、第十一屏幕像素10/11均与其右侧的屏幕子像素构成虚拟像素20，而第六屏幕子像素10/6以及第十二屏幕子像素10/12的右侧无其他屏幕子像素，因此与其左侧的屏幕子像素构成虚拟像素20。本实施例对屏幕像素10构成虚拟像素20的方式不作具体限定，在显示屏结构允许的情况下，可以是各屏幕像素10分别与同一侧具有第三颜色的屏幕子像素构成虚拟像素20，也可以是第一部分屏幕子像素分别与第一侧具有第三颜色的屏幕子像素构成虚拟像素20，除第一部分外的屏幕子像素分别与第一侧的相对侧具有第三颜色的屏幕子像素构成虚拟像素20，本实施例对第一部分屏幕子像素和除第一部分屏幕子像素外的屏幕子像素数量关系也不作具体限定。

图1c是本发明实施例提供的待显示图像的结构示意图。现将图1c中待显示图像的图像信息显示在图1b所示的显示屏中。具体的，如图1c所示，待显示图像包括多个数据子像素，多个数据子像素呈矩阵排列，沿矩阵的行方向X，每三个相邻的数据子像素依次构成一数据像素30。参见图1b和图1c，图1b中每个虚拟像素20对应显示图1c中一个数据像素30的图像信息。具体的，第一虚拟像素20/1对应显示第一数据像素30/1的图像信息，第二虚拟像素20/2对应显示第二数据像素30/2的图像信息，第三虚拟像素20/3对应显示第三数据像素30/3的图像信息，第四虚拟像素20/4对应显示第四数据像素30/4的图像信息，第五虚拟像素20/5对应显示第五数据像素30/5的图像信息，第六虚拟像素20/6对应显示第六数据像素30/6的图像信息，第七虚拟像素20/7对应显示第七数据像素30/7的图像信息，第八虚拟像素20/8对应显示第八数据像素30/8的图像信息，第九虚拟像素20/9对应显示第九数据像素30/9的图像信息，第十虚拟像素20/10对应显示第十数据像素30/10的图像信息，第十一虚拟像素20/11对应显示第十一数据像素30/11的图像信息，第十二虚拟像素20/12对应显示第十二数据像素30/12的图像信息。需要说明的是，为保证显示在显示屏上的图像与待显示图像内容相同，图1b中各虚拟像素20对应显示图1c中相同位置处数据像素30的图像信息。示例性的，图1b中由屏幕子像素A、屏幕子像素B和屏幕子像素C构成的第一虚拟像素20/1，对应显示图1c中由数据子像素a、数据子像素b以及数据子像素c构成的第一数据像素30/1的图像信息，其中第一虚拟像素20/1位于图1b中显示屏的左上角，第一数据像素30/1位于图1c中待显示图像的左上角。

具体的，第一数据像素30/1中各数据子像素的图像信息由显示屏中对应颜色的屏幕子像素进行显示，例如，数据子像素a和屏幕子像素A颜色相同，则数据子像素a对应的图像信息由屏幕子像素A进行显示，此时，数据子像素a即为屏幕子像素A对应的同色数据子像素。可以理解的是，对于包含于多个虚拟像素的屏幕子像素，其对应的同色数据子像素数量为不止一个。例如，对于屏幕子像素C，其包含于第一虚拟像素20/1和第二虚拟像素20/2，且第一虚拟像素20/1用于显示第一数据像素30/1的图像信息，第二虚拟像素20/2用于显示第二数据像素30/2的图像信息，又第一数据像素30/1和第二数据像素30/2中与屏幕子像素C颜色相同的数据子像素为数据子像素c和数据子像素c’,则屏幕子像素C对应的同色数据子像素为数据子像素c和数据子像素c’。

值得注意的是，屏幕子像素C需同时显示数据子像素c和数据子像素c’对应的图像信息，使得屏幕子像素C与屏幕子像素A和屏幕子像素B组合能够显示第一数据像素30/1的图像信息，且能够与屏幕子像素D和屏幕子像素E组合显示第二数据像素30/2的图像信息。可选的，本实施例将屏幕子像素对应的至少一个同色子像素的亮度值与对应系数的乘积作为该屏幕子像素的亮度值。依然以屏幕子像素C为例，屏幕子像素C对应两个同色数据子像素，分别为数据子像素c和数据子像素c’，设数据子像素c的亮度值为L1，对应系数为K1，数据子像素c’的亮度值为L2，对应系数为K2，则屏幕子像素C的亮度值为L1*K1+L2*K2。需要说明的是，每个虚拟像素都是由一个屏幕像素与另一具有第三颜色的屏幕子像素构成的，其中，属于该屏幕像素的两个屏幕子像素为本体屏幕子像素，所述另一具有第三颜色的屏幕子像素为借用屏幕子像素，本体屏幕子像素对应的数据子像素的系数取值范围为大于0.5小于1，借用屏幕子像素对应的数据子像素的系数取值范围为大于0小于1，且每个虚拟像素中三个屏幕子像素对应的数据子像素的系数之和为1。具体的，各系数的选择根据实际需要可进行适当调整。

需要说明的是，图1b中24个屏幕子像素对应显示了图1c中36个数据子像素的图像信息，进而实现了低分辨率的显示屏显示高分辨率图像的有益效果。

步骤103、将各所述屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值。

值得注意的是，经算法处理后获得的是各屏幕子像素的显示亮度值，而驱动信号中需加载的是各屏幕子像素的灰阶值，因此，为保证图像能够正常显示在显示屏上，将各屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值。

步骤104：将所述灰阶值对应的驱动信号输出至所述显示屏中。

显示屏中各屏幕子像素分别接收对应的驱动信号，并在驱动信号的作用下将其灰阶值调节至驱动信号中的灰阶值。

本实施例提供的技术方案，通过获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值，根据各数据子像素的亮度值获取显示屏中各屏幕子像素的显示亮度值，将各屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值，将灰阶值对应的驱动信号输出至显示屏中，达到了使用低分辨率显示屏显示高分辨率图像，降低图形彩边及线条粗细不一的风险，简化算法的有益效果。

图2是本发明实施例提供的一种像素的渲染装置的结构示意图。本实施例提供的像素的渲染装置可设置在执行像素的渲染操作的设备中。参见图2，该像素的渲染装置的具体结构如下：

亮度值获取模块201，用于获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值；

算法实施模块202，用于确定包含所述显示屏中第一屏幕子像素的至少一个虚拟像素，所述虚拟像素还包括与所述第一屏幕子像素构成一屏幕像素的第二屏幕子像素，以及与所述屏幕像素相邻设置的第三屏幕子像素，所述第一屏幕子像素、第二屏幕子像素以及第三屏幕子像素的颜色不同；确定所述待显示图像中与所述至少一个虚拟像素对应的至少一个数据像素，所述数据像素包括三个颜色不同的数据子像素，所述三个颜色不同的数据子像素分别与所述第一屏幕子像素、所述第二屏幕子像素以及所述第三屏幕子像素中的一个屏幕子像素颜色相同；将所述至少一个数据像素中和所述第一屏幕子像素颜色相同的数据子像素的亮度值与对应系数乘积之和作为所述第一屏幕子像素的显示亮度值；以相同方式获得所述显示屏中除所述第一屏幕子像素外其他屏幕子像素的显示亮度值；

亮度转换模块203，用于将各所述屏幕子像素的显示亮度值转换为灰阶值；

信号输出模块204，用于将所述灰阶值对应的驱动信号输出至所述显示屏中。

在本实施例中，所述装置还可以包括灰阶转换模块，用于在获取输入的图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的亮度值之前，将所述图像数据对应的待显示图像中各数据子像素的灰阶值转换为对应的亮度值。

在本实施例中，所述装置还可以包括数据转换模块，用于在获取所述待显示图像中各数据子像素的灰阶值之前，获取所述待显示图像对应的图片数据，并将所述图片数据转换为所述图像数据。

本实施例提供的像素的渲染装置，与本发明任意实施例所提供的像素的渲染方法属于同一发明构思，可执行本发明任意实施例所提供的像素的渲染方法，具备相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的像素的渲染方法。

图3a是本发明实施例提供的一种像素的渲染系统的结构示意图。如图3a所示，所述像素的渲染系统包括本发明任意实施例所述的像素的渲染装置、存储芯片、控制芯片、转换芯片以及显示屏，其中，所述像素的渲染装置与所述存储芯片、所述控制芯片以及所述转换芯片连接，所述转换芯片与所述显示屏连接，所述存储芯片用于存储所述图像数据，所述控制芯片用于通过向所述像素的渲染装置发送图像数据提取指令，控制所述像素的渲染装置从所述存储芯片提取所述图像数据，所述转换芯片用于将所述像素的渲染装置输出驱动信号中的图像数据转换为所述显示屏能够正常显示的图片数据，所述显示屏用于显示从所述转换芯片输入的所述图片数据。

示例性的，所述像素的渲染装置可以为FPGA芯片。这种情况下，可以构建FPGA仿真系统。具体的，图3b是本发明实施例提供的一种FPG仿真系统的结构示意图。参见图3b，图像数据从PC机传输至FPGA芯片，可选的，当PC机中存储的为图片数据时，采用matlab软件将图片数据转换为图像数据并输出。FPGA芯片对接收到的图像数据进行处理，具体参见上述像素的渲染方法。FPGA芯片将处理后的数据输出至PC机，当FPGA芯片输出的数据为图像数据时，采用matlab软件将其转换为图片数据。上述FPGA仿真系统能够在PC机上对像素的渲染系统性能进行仿真，使得在系统的参数或部件不完善时无需构建像素的渲染系统实物既可通过仿真进行调试，简化了像素的渲染系统的优化过程，另一方面，FPGA的执行速度快，能够达到提高算法运行速度的有益效果。

可选的，所述显示屏中的多个所述屏幕子像素可以呈矩阵排列，沿所述矩阵的行方向，每两个相邻所述屏幕子像素依次构成一所述屏幕像素。

进一步的，所述屏幕子像素的形状可以为矩形。矩形是现有技术中常用的子像素形状，将本实施例中的屏幕子像素设置为矩形，能够使得与现有技术更为兼容，简化屏幕子像素的制备过程。

可选的，所述第一屏幕子像素、所述第二屏幕子像素以及所述第三屏幕子像素分别为红色、绿色和蓝色任一。具体的，第一屏幕子像素可以为红色，第二屏幕子像素和第三屏幕子像素可以分别为绿色和蓝色，或者，第二屏幕子像素和第三屏幕子像素可以分别为蓝色和绿色；第一屏幕子像素也可以为绿色，第二屏幕子像素和第三屏幕子像素可以分别为红色和蓝色，第二屏幕子像素和第三屏幕子像素可以分别为蓝色和红色；第一屏幕子像素也可以为蓝色，第二屏幕子像素和第三屏幕子像素可以分别为红色和绿色，第二屏幕子像素和第三屏幕子像素可以分别为绿色和红色。红色、绿色和蓝色是光的三原色，将构成虚拟像素的第一屏幕子像素、第二屏幕子像素和第三屏幕子像素分别设置为红色、绿色和蓝色任一，使得虚拟像素可以显示任一颜色的图像信息，保证显示装置的色彩丰富。

本实施例提供的像素的渲染系统包括本发明任意实施例所述的像素的渲染装置、存储芯片、控制芯片、转换芯片以及显示屏，通过控制芯片控制像素的渲染装置从存储芯片中获取图像数据，由像素的渲染装置对所述图像数据进行算法处理，并由转换芯片将处理后的图像数据转换为图片数据输出至显示屏，使低分辨率的显示屏能够显示高分辨率图像。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由权利要求的范围决定。