[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

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，LED显示屏控制系统在降低LED显示屏的亮度时，通常会出现低Bit(位)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、扫描卡以及电连接扫描卡的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8bit(也即2³bit)。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保存至存储器例如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保存至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8bit(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16bit(也即2⁴bit)，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，加之刷新率越来越高的要求，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和帧间误差累积算法结合的视频图像处理技术应用于扫描卡，以实现多Bit信息压缩，在降低数据存储量的同时，仍能较完整地表达原始图像的信息，解决灰度过渡不连续的显示效果，达到整体色调连续的效果。

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。此外，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结合帧间误差累积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。

在本发明的一个实施例中，所述数据转换模块包括Gamma校正模块、亮度校正模块和Bit分离模块；所述校正包括利用所述Gamma校正模块进行的反Gamma校正和在进行所述反Gamma校正之后利用所述亮度校正模块进行的亮度校正，且所述Bit分离模块用于进行所述Bit分离。

在本发明的一个实施例中，所述校正包括用于对经由所述存储控制模块从所述存储器中获取的位宽为2ⁿbit的图像数据进行反Gamma校正以映射成位宽为2^mbit的图像数据，其中n<m；所述Bit优化模块具体用于利用k×k维的周期性旋转抖动矩阵结合帧间误差累积将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减小至(2^m-N)bit，且N>k≥2，其中N，K均为正整数。