[发明专利]扫描卡、LED显示屏控制系统及图像数据处理方法

说明书

本发明提出一种扫描卡、采用所述扫描卡的LED显示屏控制系统以及图像数据处理方法。本发明针对现有技术中存在低Bit灰度丢失的问题，提出了将旋转抖动矩阵处理算法应用于扫描卡功能实现中，具体为在扫描卡上增设Bit优化模块，通过对不同帧的视频图像数据采用不同的旋转抖动矩阵做处理，实现在高位宽数据到低位宽数据转换的同时，仍能较完整地表达原始视频图像的信息，减小了驱动芯片低Bit未实现对灰度表现的影响，使得灰度过渡更为平滑。

技术领域

本发明涉及视频图像处理技术领域，尤其涉及一种扫描卡、一种LED显示屏控制系统以及一种图像数据处理方法。

背景技术

目前，控制系统在降低LED显示屏的亮度时，通常会出现低Bit灰度丢失，导致显示色调不连续。

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(Gamma)校正映射到m位灰度数据后再做灰度实现(m＞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(2^m-1)，γ为Gamma值，映射关系如下：

当需要降低LED显示屏亮度时，现有技术是将反伽玛校正后的y值直接乘以亮度百分比，比如需要将亮度降到50％，就将y值乘以0.5。如此得到的结果有一个明显的特征，即校正后低Bit灰度的数据代表了校正前部分高Bit信息。由于现今驱动芯片低Bit较难实现，所以目前直接丢弃低Bit灰度的做法使得显示屏低亮度显示效果较差。

参见图1，现有的LED显示屏控制系统主要由发送卡、扫描卡以及LED灯板组成，其中各个LED灯板共同拼接形成LED显示屏。在LED显示屏控制系统中最为关键的是扫描卡(或称接收卡)，而扫描卡主要实现视频图像数据的解包、校正以及LED灯板驱动芯片时序输出三个基本功能，其原理框图如图2所示。图2仅表达出像素数据的传递及转换且假设原始数据源为8-bit(也即2³-bit)。具体地，在图2中，扫描卡的功能实现主要包括四个部分：数据接收模块、存储控制模块、数据转换模块以及显示驱动模块。对于扫描卡来说，数据源是从发送卡发送过来的图像数据包、命令包、参数包等各种数据。数据接收模块对这些数据包进行解析，并经由存储控制模块将图像有效数据存至SDRAM，以备其它模块做处理；数据转换模块根据走线表经由存储控制模块从SDRAM中读取数据按需进行校正，校正结果根据显示驱动模块要求进行Bit分离并经由存储控制模块存至SDRAM；显示驱动模块产生LED灯板驱动芯片用控制时序，并根据控制时序经由存储控制模块从SDRAM中读取数据，通过排线送至LED灯板。

若原始视频图像源是8-bit(如图2所示)，在经过反Gamma校正、亮度校正等各种校正后，数据已然变成了16-bit(也即2⁴-bit)，其相当于bit信息分散化。由于LED灯板驱动芯片低Bit灰度实现困难，直接将其舍弃必会造成灰度过渡不连续的显示效果。

发明内容

因此，为克服现有技术的缺陷和不足，本发明提出将旋转抖动矩阵算法与扫描卡的功能实现框架结合，利用人眼的惰性特征，使得观察到的图像局部平均灰度近似于原始图像的局部平均灰度值，达到整体色调连续的效果，应用领域较为广阔。

具体地，本发明实施例提出的一种扫描卡，包括：数据接收模块、存储控制模块、数据转换模块和显示驱动模块，所述数据接收模块用于接收输入的图像数据并经由所述存储控制模块存储至存储器中，所述数据转换模块用于经由所述存储控制模块从所述存储器中获取图像数据以依序进行校正和Bit分离再经由所述存储控制模块将Bit分离后的图像数据存储至所述存储器，所述显示驱动模块用于产生控制时序并根据所述控制时序经由所述存储控制模块从所述存储器读取Bit分离后的图像数据以进行输出。再者，所述数据转换模块包括：Bit优化模块，用于利用周期性旋转抖动矩阵减小在进行所述校正之后且在进行所述Bit分离之前的图像数据的位宽。