CN116546332A - 高帧率影像显示的补偿方法、高帧率影像显示的装置及显示模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及影像显示技术领域，本发明提供一种高帧率影像显示的补偿方法，包括下列步骤：按时序接收原帧图像；复制原帧图像，得到补偿帧图像；调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，以使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同；在不改变原帧图像的播放间隔情况下，将补偿帧图像插入至与补偿帧图像对应的原帧图像之后。借此，实现高帧率影像显示，不会出现图像破损和果冻效应等不利情形，保证画面影像品质，并且该补偿方法的成本相较于MEMC动态补偿方式更低。

Description

高帧率影像显示的补偿方法、高帧率影像显示的装置及显示 模组

技术领域

本发明涉及影像显示技术领域，特别涉及一种高帧率影像显示的补偿方法、高帧率影像显示的装置及显示模组。

背景技术

随着显示技术的发展，用户对于高帧率影像显示的需求愈来愈强烈。目前主要是通过MEMC(Motion estimate/Motion compensation)的动态补偿方式来实现高帧率影像显示。MEMC动态补偿方式是通过将至少前后两帧60HZ的影像储存起来，并经过影像抓取判断物体移动的方向，来计算中间运动的型态，并将计算后的结果储存成为中间影像，再将该中间影像插入前后两帧影像之间，如此便形成双倍率的影像，应对高响应的画质要求。

但是，该MEMC动态补偿方式在激烈的运动情况下，其插补的画面会出现图像破损和果冻效应等的不利情形，导致画面影像品质变差。并且，MEMC动态补偿方式的成本十分昂贵。

需要说明的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决现有的MEMC动态补偿方式在激烈的运动情况下画面影像品质较差的问题，本发明通过复制原帧图像得到补偿帧图像，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同的方式，实现高帧率影像显示，不会出现图像破损和果冻效应等不利情形，保证画面影像品质。

本发明的一实施例提供一种高帧率影像显示的补偿方法，该高帧率影像显示的补偿方法包括下列步骤：按时序接收原帧图像；复制原帧图像，得到补偿帧图像；调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，以使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同；在不改变原帧图像的播放间隔情况下，将补偿帧图像插入至与补偿帧图像对应的原帧图像之后。

在一些实施例中，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度包括下列步骤：保持原帧图像的亮度不变，降低补偿帧图像的亮度至原帧图像的亮度的40％～60％。

在一些实施例中，在完成降低补偿帧图像的亮度步骤之后，还包括下列步骤：调整补偿帧图像的伽马曲线，使伽马曲线偏向低灰阶区域。

在一些实施例中，调整补偿帧图像的伽马曲线是通过直方图均衡化方法，使用直方图均衡化方法调整伽马曲线包括下列步骤：将输入的补偿帧图像转换为对应的灰度图像；计算灰度图像的直方图；计算直方图的累积分布函数；使用累积分布函数来计算灰度图像的像素值的新映射值，将新映射值替换原映射值；计算调整后的补偿帧图像的伽马曲线。

在一些实施例中，计算累积分布函数包括下列步骤：将灰度图像的像素值分成预设数量的灰阶数，计算每个灰阶数中的像素值的数量；将直方图归一化，对于每个灰阶数，将其像素值数量除以灰度图像的总像素数，得到每个像素值的出现概率；计算归一化后的直方图的累积分布函数，对于每个像素值，计算其出现概率与总像素值的出现概率之和。

在一些实施例中，计算出现概率之和的公式为：CDF(i)＝sum(p(k))，其中，CDF(i)为像素值小于等于i的像素点在输入图像中所占的比例之和，i和k均为像素值，像素值k的取值范围为0～i，p(k)为像素值k的出现概率。

本发明的一实施例还提供一种高帧率影像显示的装置，其采用前述任一项实施例的高帧率影像显示的补偿方法，该高帧率影像显示的装置包括接收单元、复制单元、调整单元和插入单元。接收单元用于按时序接收原帧图像；复制单元连接接收单元，用于复制原帧图像，得到补偿帧图像；调整单元连接复制单元，用于调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，以使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同；插入单元连接调整单元，用于在不改变原帧图像的播放间隔情况下，将补偿帧图像插入至与补偿帧图像对应的原帧图像之后。

本发明的一实施例还提供一种显示模组，其包括显示面板、驱动显示面板的驱动装置和如前述任一实施例的高帧率影像显示的装置，高帧率影像显示的装置用以对显示面板的显示图像进行帧率补偿。

综上所述，本发明一实施例提供的一种高帧率影像显示的补偿方法、高帧率影像显示的装置及显示模组，通过复制原帧图像得到补偿帧图像，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同的方式，实现高帧率影像显示，不会出现图像破损和果冻效应等不利情形，保证画面影像品质，并且该补偿方法的成本相较于MEMC动态补偿方式更低。

本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地特征和有益效果可以从说明书中显而易见地的得出，或者是通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见的，下面描述中的部分附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一实施例提供的高帧率影像显示的补偿方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的影像讯息做低灰阶的变化的示意图；

图3是本发明一实施例提供的影像讯息做低灰阶的带有伽马曲线的示意图；

图4是本发明一实施例提供的关于原帧图像和补偿帧图像亮度以及伽马曲线的处理方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

请参阅图1，图1是本发明一实施例提供的高帧率影像显示的补偿方法的流程示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提供一种高帧率影像显示的补偿方法，如图中所示，该补偿方法包括下列步骤：

S100：按时序接收原帧图像。即，按照正常的时间顺序依次接收原帧图像。

S200：复制原帧图像，得到补偿帧图像。也就是将按时序受到的原帧图像，挨个复制一遍，复制后的图像为补偿帧图像，作为后续的画面补偿图像来使用。

S300：调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，以使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同。

S400：在不改变原帧图像的播放间隔情况下，将补偿帧图像插入至与补偿帧图像对应的原帧图像之后。

通过复制原帧图像得到补偿帧图像，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同的方式，能够让原本有拖影的画面变得清晰起来，其主要是利用人眼的暂留效应，达到减少动态模糊的效果，如此既能消除液晶显示器的拖影现象，而且也不会产生画面破损。

在步骤S300中，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度包括下列步骤：保持原帧图像的亮度不变，降低补偿帧图像的亮度至原帧图像的亮度的40％～60％。不过本案不限于此，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度也可以是采用提升原帧图像的亮度，使其至少为补偿帧图像的亮度的1.5倍的方式，但考虑到画面亮度过高的影响，其显示效果上会比采用降低补偿帧图像的亮度的方式差一些。此外，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度还可以是同时调整原帧图像和补偿帧图像的亮度，如采用提升原帧图像的亮度的同时，降低补偿帧图像的亮度的方式。

作为一个可选的实施方式，在完成降低补偿帧图像的亮度步骤之后，还可以包括下列步骤：调整补偿帧图像的伽马(Gamma)曲线，使伽马曲线偏向低灰阶区域。

在一些实施例中，调整补偿帧图像的伽马曲线可以是通过直方图均衡化方法。具体来说，使用直方图均衡化方法调整伽马曲线包括下列步骤：将输入的补偿帧图像转换为对应的灰度图像；计算灰度图像的直方图；计算直方图的累积分布函数；使用累积分布函数来计算灰度图像的像素值的新映射值，将新映射值替换原映射值；计算调整后的补偿帧图像的伽马曲线。

计算累积分布函数包括下列步骤：将灰度图像的像素值分成预设数量的灰阶数，计算每个灰阶数中的像素值的数量；将直方图归一化，对于每个灰阶数，将其像素值数量除以灰度图像的总像素数，得到每个像素值的出现概率；计算归一化后的直方图的累积分布函数，对于每个像素值，计算其出现概率与总像素值的出现概率之和。

计算出现概率之和的公式为：CDF(i)＝sum(p(k))。其中，CDF(i)为像素值小于等于i的像素点在输入图像中所占的比例之和，i和k均为像素值，像素值k的取值范围为0～i，p(k)为像素值k的出现概率。

以图2和图3为例进行说明，正常图像呈现是在60hz频率下，按照图像顺序1、2、3···依次呈现的。本发明则是将每张原帧图像进行复制，得到对应的补偿帧图像。然后，降低补偿帧图像的亮度。接着，在不改变原帧图像的播放间隔情况下，将补偿帧图像插入至与补偿帧图像对应的原帧图像之后，形成Double Frame的呈现图像，利用人眼的暂留效应，达到减少动态模糊的效果，实现高帧率影像显示，不会出现图像破损和果冻效应等不利情形。

图2说明的是当第一帧为原帧图像时，亮度与伽马曲线为一般设置状态，而复制帧(补偿帧图像)为第一帧原帧图像的复制时，则将补偿帧图像亮度切换为40％～60％，且伽马曲线偏至原帧图像的20％以下，减低亮度与灰度表现，人眼视觉暂留效果将会减少。

图3说明实际使用亮度与伽马曲线调整后的复制帧所反应呈现的效果，因此在最下方是表示会让物体在高帧率的移动下，减少物体移动的模糊化程度。

降低画面亮度的处理方式可以是：使用背光光源或者OLED发光的控制信号进行亮度上的控制，例如，利用时序控制器(Timing Controller)控制讯号驱动背光源的亮度往下降低，或者利用OLED面板中的EL控制讯号在一个帧中以脉波讯号驱动发光电路进行运作，如发送50％的工作周期讯号便可以降低发光亮度。

后续，还可以辅助以动态调整伽马曲线，例如判断画面灰阶的Histogram，调整伽马曲线偏向低灰阶区域，如此让补偿帧图像做低灰阶的变化，让移动的模糊化效果降低，提升画面显示品质。

请参阅图4，图4用以说明原帧图像与补偿帧图像的个别帧亮度以及伽马曲线的处理方式。在原帧图像时，亮度调整为一般状态，而伽马的调整曲线也是正常的。在补偿帧图像时，则根据影像画面进行相应亮度上的调整，如将伽马调整曲线一并降低，如此在高倍频的帧率下不会有明显的拖影效果。

进一步地，如图4所示，在处理奇偶帧时在frame buffer(frame buffer是用一个视频输出设备从包含完整的帧数据的一个内存缓冲区中来驱动一个视频显示设备)里的处理方式如下：奇数帧处理时，会先复制一个帧的内容到frame buffer的另一区块，并进行上述补偿的处理，当要输出视频时，则会依据double frame速率从frame buffer中抓取原帧图像与补偿帧图像进行输出。

在做伽马自动调整时，可以使用直方图均衡化(histogram equalization)方式。直方图均衡化是一种自动增强图像对比度的方法，可以通过它来调整图像的伽马曲线。

以下是使用直方图均衡化自动调整图像的伽马曲线的步骤：首先，将输入的补偿帧图像转换为对应的灰度图像。其次，计算灰度图像的直方图。然后，计算直方图的累积分布函数(CDF)。然后，使用累积分布函数(CDF)来计算灰度图像的像素值的新映射值，将新映射值替换原映射值。最后，计算调整后的补偿帧图像的伽马曲线。

其中，累积分布函数(CDF)是描述一个随机变量X在某一点x取值的概率的函数。在图像处理中，CDF通常用于表示图像中每个像素值的累积分布情况。计算累积分布函数包括下列步骤：计算灰度图像的直方图，将灰度图像的像素值分成预设数量的灰阶数，计算每个灰阶数中的像素值的数量。将直方图归一化，对于每个灰阶，将其像素值数量除以图像总像素数，得到每个像素值的出现概率。计算归一化直方图的累积分布函数，对于每个像素值，计算其出现概率与前面所有像素值的出现概率之和。即：CDF(i)＝sum(p(k))，其中，CDF(i)为像素值小于等于i的像素点在输入图像中所占的比例之和，i和k均为像素值，像素值k的取值范围为0～i，p(k)为像素值k的出现概率。在计算CDF时，可以先将像素值按从小到大的顺序排序。如将CDF值缩放到0到255的范围内，将CDF值乘以255，然后将结果四舍五入到最接近的整数，得到映射后的像素值。将像素值替换为映像后的值，即可得到CDF均衡化后的图像。

本发明的一实施例还提供一种高帧率影像显示的装置，其采用前述任一项实施例的高帧率影像显示的补偿方法，该高帧率影像显示的装置包括接收单元、复制单元、调整单元和插入单元。接收单元用于按时序接收原帧图像；复制单元连接接收单元，用于复制原帧图像，得到补偿帧图像；调整单元连接复制单元，用于调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，以使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同；插入单元连接调整单元，用于在不改变原帧图像的播放间隔情况下，将补偿帧图像插入至与补偿帧图像对应的原帧图像之后。

本发明的一实施例还提供一种显示模组，其包括显示面板、驱动显示面板的驱动装置和如前述任一实施例的高帧率影像显示的装置，高帧率影像显示的装置用以对显示面板的显示图像进行帧率补偿。

综上所述，本发明一实施例提供的一种高帧率影像显示的补偿方法、高帧率影像显示的装置及显示模组，通过复制原帧图像得到补偿帧图像，调整原帧图像和/或补偿帧图像的亮度，使得原帧图像和补偿帧图像的亮度不同的方式，实现高帧率影像显示，不会出现图像破损和果冻效应等不利情形，保证画面影像品质，并且该补偿方法的成本相较于MEMC动态补偿方式更低。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：所述高帧率影像显示的补偿方法包括下列步骤：

按时序接收原帧图像；

复制所述原帧图像，得到补偿帧图像；

调整所述原帧图像和/或所述补偿帧图像的亮度，以使得所述原帧图像和所述补偿帧图像的亮度不同；

在不改变所述原帧图像的播放间隔情况下，将所述补偿帧图像插入至与所述补偿帧图像对应的所述原帧图像之后。

2.根据权利要求1所述的高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：所述调整所述原帧图像和/或所述补偿帧图像的亮度包括下列步骤：

保持所述原帧图像的亮度不变，降低所述补偿帧图像的亮度至所述原帧图像的亮度的40％～60％。

3.根据权利要求2所述的高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：在完成所述降低所述补偿帧图像的亮度步骤之后，还包括下列步骤：

调整所述补偿帧图像的伽马曲线，使所述伽马曲线偏向低灰阶区域。

4.根据权利要求3所述的高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：所述调整所述补偿帧图像的伽马曲线是通过直方图均衡化方法，使用所述直方图均衡化方法调整所述伽马曲线包括下列步骤：

将输入的补偿帧图像转换为对应的灰度图像；

计算灰度图像的直方图；

计算直方图的累积分布函数；

使用累积分布函数来计算灰度图像的像素值的新映射值，将新映射值替换原映射值；

计算调整后的补偿帧图像的伽马曲线。

5.根据权利要求4所述的高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：所述计算累积分布函数包括下列步骤：

将灰度图像的像素值分成预设数量的灰阶数，计算每个灰阶数中的像素值的数量；

将直方图归一化，对于每个灰阶数，将其像素值数量除以灰度图像的总像素数，得到每个像素值的出现概率；

计算归一化后的直方图的累积分布函数，对于每个像素值，计算其出现概率与总像素值的出现概率之和。

6.根据权利要求5所述的高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：计算出现概率之和的公式为：CDF(i)＝sum(p(k))，其中，CDF(i)为像素值小于等于i的像素点在输入图像中所占的比例之和，i和k均为像素值，像素值k的取值范围为0～i，p(k)为像素值k的出现概率。

7.一种高帧率影像显示的装置，基于权利要求1～6中任一项所述的高帧率影像显示的补偿方法，其特征在于：所述高帧率影像显示的装置包括：

接收单元，用于按时序接收原帧图像；

复制单元，连接所述接收单元，用于复制所述原帧图像，得到补偿帧图像；

调整单元，连接所述复制单元，用于调整所述原帧图像和/或所述补偿帧图像的亮度，以使得所述原帧图像和所述补偿帧图像的亮度不同；

插入单元，连接所述调整单元，用于在不改变所述原帧图像的播放间隔情况下，将所述补偿帧图像插入至与所述补偿帧图像对应的所述原帧图像之后。

8.一种显示模组，包括显示面板和驱动所述显示面板的驱动装置，其特征在于，还包括如权利要求7所述的高帧率影像显示的装置，以对所述显示面板的显示图像进行帧率补偿。