CN111696447A - 点阵led显示屏、显示图像的方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点阵LED显示屏、显示图像的方法、系统及存储介质。其中，该点阵LED显示屏的每个像素基于n基色形成，其中，n为大于3的整数，n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域。本发明解决了如何在LED显示屏上显示出更多的色彩信息的技术问题。

Description

点阵LED显示屏、显示图像的方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及显示领域，具体而言，涉及一种点阵LED显示屏、显示图像的方法、系统及存储介质。

背景技术

基于点阵发光二极管显示屏(Dot-Matrix Light Emitting Diode(LED)Display)的图像显示系统主要包括：由点阵LED构成的点阵LED显示屏部分以及驱动控制电路部分。点阵LED显示屏具有饱和度高、动态范围广、亮度高等特点。与其他类型的显示屏相比，点阵LED显示屏更适合作为大屏显示的载体；其可以显示图像和视频，在广告传媒、商品展示、交通控制、体育场馆等场合有着重要的应用价值。

在点阵LED显示屏的相关技术中，大多数点阵LED显示屏的显示屏部分由红绿蓝(RGB)三基色的点阵像素构成。依据色度学原理可知，由红、绿、蓝三基色构成的显示系统的色域(Gamut)在色品图上的覆盖范围是一个三角形区域，存在相当大部分的色彩区域无法被真实地显示出来。因此，如何在LED显示屏上显示出更多的色彩信息，是一个亟待解决的问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种点阵LED显示屏、显示图像的方法、系统及存储介质，以至少解决如何在LED显示屏上显示出更多的色彩信息的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种点阵LED显示屏，所述点阵发光二极管LED显示屏的每个像素基于n基色形成，其中，n为大于3的整数，n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域。

可选地，n的取值为6。

可选地，6基色对应的子像素的排列结构包括以下之一：六边形点阵排列结构，1×6点阵排列结构，6×1点阵排列结构，2×3矩形点阵排列结构，3×2矩形点阵排列结构，双品字矩形点阵结构。

可选地，6基色对应的主波长范围分别为：440nm-460nm，470nm-480nm，490nm-510nm，520nm-540nm，560nm-600nm，620nm-660nm。

可选地，6基色对应的主波长分别为：450nm，478nm，495nm，530nm，582nm，642nm。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于上述任一项所述的点阵LED显示屏显示图像的方法，包括：获取n基色图像；确定所述n基色能正确显示所述点阵LED显示屏的白场的通道激励值，并将确定的所述通道激励值当作所述点阵LED显示屏的基色单位；依据确定的所述基色单位，通过将n基色图像源对应的n通道的灰度值作为n通道的激励值输出的方式，在所述点阵LED显示屏上显示所述n基色图像。

可选地，通过以下方式至少之一，获取所述n基色图像：获取m基色图像，通过色域映射算法获取所述n基色图像，其中，所述色域映射算法用于将所述m基色图像映射成所述n基色图像，m为大于1的整数；通过多光谱相机拍摄的方式，获取所述n基色图像。

可选地，所述方法还包括：获取n-k基色图像，其中，k为大于1小于n的整数；通过关闭n通道中k通道的方式，在所述点阵LED显示屏上显示所述n-k基色图像。

根据本发明实施例的又一方面，又提供了一种显示图像的系统，包括：电源，驱动控制电路，以及上述任一项所述的点阵LED显示屏，其中，所述电源，用于为所述驱动控制电路和所述点阵LED显示屏供电；所述驱动控制电路，用于驱动并控制所述点阵LED显示屏中的LED显示芯片；所述点阵LED显示屏，用于基于所述驱动控制电路的驱动进行图像显示。

根据本发明实施例的再一方面，再提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的方法。

在本发明实施例中，所述点阵LED显示屏的每个像素基于n基色形成，其中，n为大于3的整数，n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域，通过n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域，达到了提高点阵LED显示屏的显示色域的目的，从而实现了在LED显示屏上显示出更多的色彩信息的技术效果，进而解决了如何在LED显示屏上显示出更多的色彩信息的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例所提供的一种点阵LED显示屏的示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种基于点阵LED的六基色显示屏的示意图；

图3是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的紧凑型六边形点阵排列结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的1×6矩形点阵排列结构示意图；

图5是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的6×1矩形点阵排列结构示意图；

图6是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的2×3矩形点阵排列结构示意图；

图7是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的3×2矩形点阵排列结构示意图；

图8是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的第一种双品字型点阵排列结构示意图；

图9是根据本发明实施例提供的六基色LED子像素的第二种双品字型点阵排列结构示意图；

图10是根据本发明实施例的基于点阵LED显示屏显示图像的方法的流程图；

图11是根据本发明实施例所提供的六基色LED白场调配示意图；

图12是根据本发明实施例提供的一种显示图像的系统的示意图；

图13是根据本发明实施实施例所提供的六基色LED显示屏的色域与sRGB色域的对比图；

图14是根据本发明优选实施例中所提供的六基色LED显示屏的工作过程的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种点阵LED显示屏，图1是根据本发明实施例所提供的一种点阵LED显示屏的示意图，如图1所示，点阵发光二极管LED显示屏的每个像素基于n基色形成，其中，n为大于3的整数，n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域。由于本发明实施例中的n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域，因此，提高了点阵LED显示屏的显示色域，从而实现了在LED显示屏上显示出更多的色彩信息的技术效果，进而解决了如何在LED显示屏上显示出更多的色彩信息技术问题。

基于相关技术中，相当大部分的色彩区域无法被真实地显示出来，导致无法在LED显示屏上显示出更多的色彩信息的技术问题。在本发明实施例中，以n的取值为6为例进行说明，提供了一种基于点阵LED的六基色显示屏，图2是根据本发明实施例提供的一种基于点阵LED的六基色显示屏的示意图，如图2所示，该六基色显示屏中的单个像素单元均由六个主波长不同的子像素形成。需要说明的是，本发明实施例中主要以n的取值为6为例进行说明，由于点阵LED的六基色显示屏能够更清楚，简单地体现本申请的技术效果，因此，主要以点阵LED的六基色显示屏为例进行说明。对于其它通过增加基色数达到提高色域，使得LED显示屏能够显示出更多色彩的选择(例如，点阵LED的五基色显示屏，点阵LED的七基色显示屏，点阵LED的八基色显示屏等)，也属于本申请的一部分，在此不进行一一举例。

依据人眼的最小分辨率，不同颜色的LED子像素应满足紧凑的排列结构，在本发明实施例中，6基色对应的子像素的排列结构可以为多种，下面举例说明。

例如，在本发明实施例中提出了七种可能的子像素排列结构：紧凑型六边形点阵排列结构(图3)、1×6矩形点阵排列结构(图4)，6×1矩形点阵排列结构(图5)，2×3矩形点阵排列结构(图6)，3×2矩形点阵排列结构(图7)，双品字点阵排列结构(包括：第一种双品字点阵排列结构(图8)和第二种双品字点阵排列结构(图9))，以满足观察者在尽可能近的条件下恰好无法分辨单个子像素。其中，紧凑型六边形点阵排列结构使任意两个主波长LED子像素的距离最小，且所有子像素的距离一致，可较好的实现光线均匀分布；其余点阵排列结构可以较好的兼容三基色显示(即本发明实施例所提供的六基色点阵LED显示屏可通过关闭其中三个通道，实现兼容现有的三基色显示)。

依据人眼颜色视觉均匀性和波长范围尽可能大的基本原则，针对六基色显示屏的六基色，分别对应的主波长范围可以分别为：440nm-460nm，470nm-480nm，490nm-510nm，520nm-540nm，560nm-600nm，620nm-660nm。较优地，六基色对应的主波长可以分别为：450nm，478nm，495nm，530nm，582nm，642nm。对应于点阵LED子像素所选取颜色依次为：红色，黄色，绿色，青色，青蓝色，蓝色。

根据本发明实施例，提供了一种基于上述任一项实施例的点阵LED显示屏显示图像的方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图10是根据本发明实施例的基于点阵LED显示屏显示图像的方法的流程图，如图10所示，该方法包括如下步骤：

步骤S1002，获取n基色图像；

步骤S1004，确定n基色能正确显示点阵LED显示屏的白场的通道激励值，并将确定的通道激励值当作点阵LED显示屏的基色单位；

步骤S1006，依据确定的基色单位，通过将n基色图像源对应的n通道的灰度值作为n通道的激励值输出的方式，在点阵LED显示屏上显示n基色图像。

通过上述步骤，在确定了n基色能正确显示点阵LED显示屏的白场的通道激励值，并将确定的通道激励值当作点阵LED显示屏的基色单位后，由于n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域，提高了点阵LED显示屏的显示色域，因此，在点阵LED显示屏上显示的n基色图像能够显示出更多的色彩信息，进而解决了如何在LED显示屏上显示出更多的色彩信息技术问题。

可选地，获取n基色图像时，可以采用多种方式，例如，可以通过以下方式至少之一，获取n基色图像：获取m基色图像，通过色域映射算法获取n基色图像，其中，色域映射算法用于将m基色图像映射成n基色图像，m为大于1的整数；通过多光谱相机拍摄的方式，获取n基色图像。

其中，色域映射算法是一系列具体算法的总称，其基本流程是，要保证颜色在不同设备之间的一致性，需要对颜色进行调整。这个调整过程即色域映射。大色域被削减以匹配小些的色域，小的色域也可通过拉伸得到较大的色域。

另外，在采用多光谱相机获取n基色图像时，以获取六基色图像为例，主要步骤包括：(1)使用多光谱相机、采集目标场景的可见光8-10个波段的灰度图像；(2)由这些波段的灰度图像，使用PAC算法，伪逆法，神经网络等方法对目标场景进行光谱重建；(3)根据人眼对于光谱的响应特性(视见函数)，配合上步骤中的重建光谱，计算出六基色图像每个通道对应的灰度值。

需要说明的是，上述两种获取n基色图像的方式仅仅为一种举例，其它属于上述两种获取方式的转型，或者明显变化也属于本申请的保护内容。

另外，在对n基色图像进行显示之前，确定n基色能正确显示点阵LED显示屏的白场的通道激励值，并将确定的通道激励值当作点阵LED显示屏的基色单位。以n取值为6为例，以六基色显示屏的白场调整得到的六个基色恰好合成白场(D65)的通道激励(电流或电压)值作为六基色显示屏的色彩空间的基色单位。即六基色显示屏通过色域映射算法或多光谱相机得到六基色图像，以及对得到的六基色图像进行显示。其中，在对六基色图像进行显示时，选择D65光源作为白场，通过计算与调试，获得六个基色LED子像素能正确显示白场的通道信号参数(即上述所指的通道激励值)，如图11所示，图11是根据本发明实施例所提供的六基色LED白场调配示意图。

为兼容相关技术中更少基色的LED显示屏的显示，在本发明实施例中，方法还可以包括：获取n-k基色图像，其中，k为大于1小于n的整数；通过关闭n通道中k通道的方式，在点阵LED显示屏上显示n-k基色图像。通过上述处理，可以使得本发明实施例所提供的点阵LED显示屏也能够显示更少基色的图像。举例而言，在本发明实施例所提供的点阵LED显示屏为六基色显示屏的情况下，k可以取值3，即使得本发明实施例的六基色显示屏能够用于相关技术中三基色显示屏的显示。

在本发明实施例中，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述任意一项的基于点阵LED显示屏显示图像的方法。

在本发明实施例中，还提供了一种显示图像的系统，图12是根据本发明实施例提供的一种显示图像的系统的示意图，如图12所示，该显示图像的系统120包括：电源122，驱动控制电路124，以及上述任一项的点阵LED显示屏126，其中，电源120，与驱动控制电路124和点阵LED显示屏126连通，用于为驱动控制电路124和点阵LED显示屏126供电；驱动控制电路124，与上述点阵LED显示屏126连通，用于驱动并控制点阵LED显示屏126中的LED显示芯片；点阵LED显示屏126，用于基于驱动控制电路124的驱动进行图像显示。

与相关技术中的LED显示屏相比较，由于基色数量的增加，色域得到较大的扩展。图13是根据本发明实施实施例所提供的六基色LED显示屏的色域与sRGB色域的对比图，如图13所示，本发明实施例所提供的点阵LED显示屏有着显著的色域提高。因此，本发明实施例所提供的点阵LED屏，具有显示色域大，功耗低，色彩还原度高等优势有，有效地解决了相关技术中，LED显示屏(例如，三基色LED显示屏)显示图像时显示色域受限色彩还原度不高的问题。

还是以六基色LED显示屏为例，在本发明优选实施例中，对其工作过程进行说明。

本发明优选实施例中所提供的点阵LED的六基色显示屏，使用了六种饱和度较高的LED子像素构成一个像素点。结合色域映射算法将普通三基色图像映射为六基色图像或者采用多光谱相机直接获取六基色图像。之后，将获取的六基色图像显示在六基色显示屏上。由于六基色显示屏有着更大的色域，故其具有再现自然界的高饱和度色场景，以及展示高饱和度的光源色的优势。

图14是根据本发明优选实施例中所提供的六基色LED显示屏的工作过程的示意图，如图14所示，六基色LED显示屏的工作过程主要包括：(1)获取六基色图像；(2)显示六基色图像。下面分别说明。

(1)获取六基色图像

目前主流的图像获取设备，诸如电荷耦合器件(Charge-coupled Device，简称为CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，简称为CMOS)传感器是基于红绿蓝(RGB)通道的拜尔滤光片获取各自颜色通道的灰度值，再通过色彩插值(Color Interpolation)以及去马赛克(Demasking)等流程来获取，最终所得到的图像是三通道(三基色)图像。从现有三基色图像来派生六基色图像主要采用色域映射算法，将传统三基色图像进行映射，得到六基色图像，从而得以在六基色显示屏上进行显示。需要说明的是，色域映射算法较为复杂，且场景自适应性可能不高，因此，较优地，可以采用多光谱相机获取六基色图像。

(2)显示六基色图像

按照上述图11所示的方式，找到本发明实施例中的六个LED子像素恰好匹配到白场(D65光源)时得到的六个子像素激励(电压或电流)的比值，作为六个基色的单位。分别给六基色子像素施加正比于六基色图像六个通道灰度值的激励(电压或电流)，则可实现六基色图像在本发明实施例中的点阵LED六基色显示屏上的正确显示。

基于上述六基色LED显示屏的工作过程，提供以下具体实现方式。

具体实施方式1：

依据人眼颜色视觉均匀性和波长范围尽可能大的基本原则，确定六个基色LED的主波长，分别是：其对应的色品坐标(x，y)如下表1：

Wd(nm)	CIE-x	CIE-y
			450	0.1578	0.0192
478	0.1119	0.1181
			495	0.065	0.429
530	0.1774	0.7456
			582	0.5284	0.4702
642	0.7206	0.2789

表1

采用市场上的佳能1000D数码单反相机，获得基于sRGB空间的三基色图像，通过色域映射中的色域扩展算法得到六基色图像，通过计算机显卡驱动，在本发明具体实施方式的点阵六基色LED显示屏上显示出来。

具体实施方式2：

采用和具体实施方式1同样参数的六基色LED显示屏，采用静态六通道光谱相机采集图像，在本发明具体实施方式的六基色LED显示屏上显示出来。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种点阵LED显示屏，其特征在于，所述点阵发光二极管LED显示屏的每个像素基于n基色形成，其中，n为大于3的整数，n基色构成的色域大于红、绿、蓝构成的色域。

2.根据权利要求1所述的点阵LED显示屏，其特征在于，n的取值为6。

3.根据权利要求2所述的点阵LED显示屏，其特征在于，6基色对应的子像素的排列结构包括以下之一：六边形点阵排列结构，1×6点阵排列结构，6×1点阵排列结构，2×3矩形点阵排列结构，3×2矩形点阵排列结构，双品字矩形点阵结构。

4.根据权利要求2或3所述的点阵LED显示屏，其特征在于，6基色对应的主波长范围分别为：440nm-460nm，470nm-480nm，490nm-510nm，520nm-540nm，560nm-600nm，620nm-660nm。

5.根据权利要求4所述的点阵LED显示屏，其特征在于，6基色对应的主波长分别为：450nm，478nm，495nm，530nm，582nm，642nm。

6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的点阵LED显示屏显示图像的方法，其特征在于，包括：

获取n基色图像；

确定所述n基色能正确显示所述点阵LED显示屏的白场的通道激励值，并将确定的所述通道激励值当作所述点阵LED显示屏的基色单位；

依据确定的所述基色单位，通过将n基色图像源对应的n通道的灰度值作为n通道的激励值输出的方式，在所述点阵LED显示屏上显示所述n基色图像。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过以下方式至少之一，获取所述n基色图像：

获取m基色图像，通过色域映射算法获取所述n基色图像，其中，所述色域映射算法用于将所述m基色图像映射成所述n基色图像，m为大于1的整数；

通过多光谱相机拍摄的方式，获取所述n基色图像。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取n-k基色图像，其中，k为大于1小于n的整数；

通过关闭n通道中k通道的方式，在所述点阵LED显示屏上显示所述n-k基色图像。

9.一种显示图像的系统，其特征在于，包括：电源，驱动控制电路，以及权利要求1至5中任一项所述的点阵LED显示屏，其中，

所述电源，用于为所述驱动控制电路和所述点阵LED显示屏供电；

所述驱动控制电路，用于驱动并控制所述点阵LED显示屏中的LED显示芯片；

所述点阵LED显示屏，用于基于所述驱动控制电路的驱动进行图像显示。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求6至8中任意一项所述的方法。

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