AMOLED驅(qū)動(dòng)中子像素渲染算法的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-07 07:22
隨著AMOLED(Active-matrix organic light-emitting diode)分辨率的不斷提升及像素制程工藝的限制,子像素的數(shù)量及排列方式發(fā)生了改變。AMOLED顯示驅(qū)動(dòng)中的子像素渲染算法(Sub-pixel Rendering)電路能夠?qū)⒅鳈C(jī)處理器傳送的標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合AMOLED面板上子像素排列方式的灰階數(shù)據(jù),以在AMOLED面板上還原正確的圖像信息。子像素渲染電路已成為高分辨率AMOLED顯示驅(qū)動(dòng)中圖像處理的重要組成部分。本文針對(duì)分辨率為1080×2160的RGB-Delta子像素排列AMOLED面板,設(shè)計(jì)了顯示驅(qū)動(dòng)中的圖像處理模塊架構(gòu)及應(yīng)用于圖像處理中的子像素渲染算法硬件電路。首先,調(diào)研和分析了OLED的發(fā)光原理及像素色彩的實(shí)現(xiàn)方式,并詳細(xì)研究驅(qū)動(dòng)電路數(shù)字系統(tǒng)架構(gòu)及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序。其次,本文對(duì)RGB-Delta型子像素排列方式及其他多種排列方式的AMOLED面板進(jìn)行研究與對(duì)比,根據(jù)面板排列特點(diǎn)提出了子像素渲染算法的渲染原則。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于閾值比較的子像素渲染權(quán)重系數(shù)計(jì)算算法,能夠較好地避免圖像顯示產(chǎn)生的彩邊效應(yīng)。本文基于MATLAB平臺(tái)對(duì)...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
三基色
合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文17上位置。(2)像素尺寸變校隨著制造工藝的提高,像素顆粒被制作的更小,這樣可以減少像素顯示時(shí)產(chǎn)生的彩邊效應(yīng)和鋸齒感。(3)像素間距變大。由于顯示基板不變,像素尺寸減小,那么子像素之間的間距隨之變大。相比較于Pentile結(jié)構(gòu)AMOLED,Diamond排列結(jié)構(gòu)AMOLED在繼承了前者使用壽命的同時(shí),顯示效果更好。圖3.5RGB-Delta排列面板Fig3.5RGB-Deltapanel圖3.5所示為RGB-Delta排列方式的顯示面板像素示意圖。其三基色子像素采用三角形排列方式,且單基色子像素?cái)?shù)量比條紋式RGB排列各減少了1/3。面板上每個(gè)像素單元僅由兩個(gè)子像素構(gòu)成且奇偶行排列順序不同,這種均勻分布的排列方式既保證了視覺上分辨率的不下降,同時(shí)能夠減少顯示面板驅(qū)動(dòng)線的數(shù)量。子像素的可允許尺寸更大,從而減少了制造工藝的難度,能夠有效提高面板生產(chǎn)良率。本文設(shè)計(jì)的子像素渲染算法所適配的AMOLED就是這種像素排列方式。圖3.6渲染單元(a)奇數(shù)行(b)偶數(shù)行Fig3.6renderingunit(a)oddlines(b)evenlines圖3.6是RGB-Delta排列3×3像素兩行子像素排列圖,規(guī)定其子像素下標(biāo)為i-1、i、i+1,其中i=2、5、8、···、N-4、N-1,N為圖像中一行像素個(gè)數(shù)。圖中可見Delta結(jié)構(gòu)AMOLED中像素重復(fù)的最小單元為3個(gè)像素,因此定義三個(gè)像素為一渲染單元。圖3.6(a)為奇數(shù)行渲染單元示意圖。第一像素為RB、第二像素為GR、第三像素為BG。圖3.6(b)為偶數(shù)行渲染單元示意圖,其第一像素為GB、
能顯示部分色彩,所以子像素渲染的算法的本質(zhì)是通過渲染權(quán)重系數(shù)計(jì)算得到子像素灰階值,并以子像素共用的方式構(gòu)建新的包含三基色的像素,以呈現(xiàn)出正確的亮度和色彩,最終在Delta排列的AMOLED面板上還原圖像信息。由于構(gòu)建的新像素三基色包含原像素中兩個(gè)子像素及相鄰的一個(gè)共用子像素,因此本文稱這種新像素為虛擬像素,而虛擬像素構(gòu)成的圖像稱之為虛擬圖像[23-24]。在構(gòu)建虛擬圖像時(shí),由于每個(gè)顏色子像素位置呈三角形分布,因此很容易使相同一個(gè)或兩個(gè)顏色聚集在一起,進(jìn)而導(dǎo)致圖像在顯示時(shí)邊界的顏色發(fā)生改變[25]。例如圖3.7(a)所示,Delta排列的AMOLED面板在顯示一條豎直白線時(shí),由于子像素共用不規(guī)律,使得第一行的Gi綠色子像素和第二行的Ri紅色子像素位置靠左。第奇數(shù)行和第偶數(shù)行同理,此時(shí)人眼觀察到的白線左邊界會(huì)出現(xiàn)彩色邊緣。第二行Bi+1藍(lán)色子像素相較于白線同樣位置突出,因此在人眼觀察時(shí)右邊界會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色邊緣。圖3.7子像素彩邊效應(yīng)示意圖。(a)彩邊效應(yīng);(b)無彩邊效應(yīng)Fig.3.7Schematicdiagramofsub-pixelcoloredgeinfluence.(a)coloredgeinfluence;(b)withoutcoloredgeinfluence圖3.7(b)是Delta排列的AMOLED面板顯示豎直白線時(shí)人眼能觀察到較好效果的顯示方式。相對(duì)于圖3.7(a),圖3.7(b)中線條平滑,沒有多余的子像素連續(xù)偏移并造成彩邊現(xiàn)象。由此看來,彩邊現(xiàn)象是指圖像在面板上顯示時(shí),由于面板子像素排列方式導(dǎo)致的由多個(gè)相同顏色子像素聚集顯示時(shí)產(chǎn)生的彩色邊界現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顏色通道下的無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 喬子昂,劉濤. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020(12)
[2]虛擬像素顯示均勻性及相關(guān)問題的分析和應(yīng)對(duì)[J]. 皇甫魯江,李真真,譚文靜,黃碩,趙輝,史世明. 液晶與顯示. 2019(06)
[3]高速發(fā)展的OLED面板產(chǎn)業(yè)對(duì)ITO靶材提出新的挑戰(zhàn)[J]. 楊揚(yáng),謝夢(mèng). 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(12)
[4]有機(jī)電致發(fā)光材料與器件[J]. 王利祥. 科學(xué)觀察. 2018(05)
[5]OLED:引領(lǐng)顯示技術(shù)革命[J]. 馬於光. 科學(xué)通報(bào). 2017(35)
[6]基于權(quán)重因子的RGB-RGBG像素結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 黃成強(qiáng),楊友昌,賀娟,李天華,羅德蓮. 液晶與顯示. 2017(07)
[7]提高圖像亮度的子像素著色算法[J]. 馮俊,嚴(yán)利民,夏明治. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[8]符合人眼視覺感知特性的改進(jìn)PSNR評(píng)價(jià)方法[J]. 趙巖,孟麗茹,王世剛,陳賀新. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(01)
[9]OLED產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 張德強(qiáng),張國輝. 新材料產(chǎn)業(yè). 2012(05)
[10]OLED將走向全彩化技術(shù)[J]. 吳騰奇. 金卡工程. 2011(Z2)
博士論文
[1]面向特種LCD圖像處理方法與FPGA實(shí)現(xiàn)研究[D]. 盛磊.合肥工業(yè)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于視覺特性的全參考視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[D]. 王大鬧.南京郵電大學(xué) 2019
[2]AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片中源極驅(qū)動(dòng)電路的研究與設(shè)計(jì)[D]. 孟宇.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片中電荷泵電路的研究與設(shè)計(jì)[D]. 聶家誼.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[4]應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)安全存儲(chǔ)的QSPI-Flash控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 彭業(yè)強(qiáng).華中科技大學(xué) 2019
[5]AMOLED數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路的研究[D]. 武力.西安理工大學(xué) 2018
[6]AMOLED像素架構(gòu)研究及其應(yīng)用[D]. 劉敏.蘇州大學(xué) 2018
[7]影響OLED壽命因素的研究[D]. 李亭亭.陜西科技大學(xué) 2018
[8]USB3.0數(shù)字模塊后端研究實(shí)現(xiàn)[D]. 劉博文.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程管理與信息技術(shù)學(xué)院) 2017
[9]地鐵爆破振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王輔宋.南昌大學(xué) 2017
[10]TFT-LCD驅(qū)動(dòng)芯片數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與研究[D]. 張斌.西安電子科技大學(xué) 2017
本文編號(hào):3269203
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
三基色
合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文17上位置。(2)像素尺寸變校隨著制造工藝的提高,像素顆粒被制作的更小,這樣可以減少像素顯示時(shí)產(chǎn)生的彩邊效應(yīng)和鋸齒感。(3)像素間距變大。由于顯示基板不變,像素尺寸減小,那么子像素之間的間距隨之變大。相比較于Pentile結(jié)構(gòu)AMOLED,Diamond排列結(jié)構(gòu)AMOLED在繼承了前者使用壽命的同時(shí),顯示效果更好。圖3.5RGB-Delta排列面板Fig3.5RGB-Deltapanel圖3.5所示為RGB-Delta排列方式的顯示面板像素示意圖。其三基色子像素采用三角形排列方式,且單基色子像素?cái)?shù)量比條紋式RGB排列各減少了1/3。面板上每個(gè)像素單元僅由兩個(gè)子像素構(gòu)成且奇偶行排列順序不同,這種均勻分布的排列方式既保證了視覺上分辨率的不下降,同時(shí)能夠減少顯示面板驅(qū)動(dòng)線的數(shù)量。子像素的可允許尺寸更大,從而減少了制造工藝的難度,能夠有效提高面板生產(chǎn)良率。本文設(shè)計(jì)的子像素渲染算法所適配的AMOLED就是這種像素排列方式。圖3.6渲染單元(a)奇數(shù)行(b)偶數(shù)行Fig3.6renderingunit(a)oddlines(b)evenlines圖3.6是RGB-Delta排列3×3像素兩行子像素排列圖,規(guī)定其子像素下標(biāo)為i-1、i、i+1,其中i=2、5、8、···、N-4、N-1,N為圖像中一行像素個(gè)數(shù)。圖中可見Delta結(jié)構(gòu)AMOLED中像素重復(fù)的最小單元為3個(gè)像素,因此定義三個(gè)像素為一渲染單元。圖3.6(a)為奇數(shù)行渲染單元示意圖。第一像素為RB、第二像素為GR、第三像素為BG。圖3.6(b)為偶數(shù)行渲染單元示意圖,其第一像素為GB、
能顯示部分色彩,所以子像素渲染的算法的本質(zhì)是通過渲染權(quán)重系數(shù)計(jì)算得到子像素灰階值,并以子像素共用的方式構(gòu)建新的包含三基色的像素,以呈現(xiàn)出正確的亮度和色彩,最終在Delta排列的AMOLED面板上還原圖像信息。由于構(gòu)建的新像素三基色包含原像素中兩個(gè)子像素及相鄰的一個(gè)共用子像素,因此本文稱這種新像素為虛擬像素,而虛擬像素構(gòu)成的圖像稱之為虛擬圖像[23-24]。在構(gòu)建虛擬圖像時(shí),由于每個(gè)顏色子像素位置呈三角形分布,因此很容易使相同一個(gè)或兩個(gè)顏色聚集在一起,進(jìn)而導(dǎo)致圖像在顯示時(shí)邊界的顏色發(fā)生改變[25]。例如圖3.7(a)所示,Delta排列的AMOLED面板在顯示一條豎直白線時(shí),由于子像素共用不規(guī)律,使得第一行的Gi綠色子像素和第二行的Ri紅色子像素位置靠左。第奇數(shù)行和第偶數(shù)行同理,此時(shí)人眼觀察到的白線左邊界會(huì)出現(xiàn)彩色邊緣。第二行Bi+1藍(lán)色子像素相較于白線同樣位置突出,因此在人眼觀察時(shí)右邊界會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色邊緣。圖3.7子像素彩邊效應(yīng)示意圖。(a)彩邊效應(yīng);(b)無彩邊效應(yīng)Fig.3.7Schematicdiagramofsub-pixelcoloredgeinfluence.(a)coloredgeinfluence;(b)withoutcoloredgeinfluence圖3.7(b)是Delta排列的AMOLED面板顯示豎直白線時(shí)人眼能觀察到較好效果的顯示方式。相對(duì)于圖3.7(a),圖3.7(b)中線條平滑,沒有多余的子像素連續(xù)偏移并造成彩邊現(xiàn)象。由此看來,彩邊現(xiàn)象是指圖像在面板上顯示時(shí),由于面板子像素排列方式導(dǎo)致的由多個(gè)相同顏色子像素聚集顯示時(shí)產(chǎn)生的彩色邊界現(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顏色通道下的無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 喬子昂,劉濤. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020(12)
[2]虛擬像素顯示均勻性及相關(guān)問題的分析和應(yīng)對(duì)[J]. 皇甫魯江,李真真,譚文靜,黃碩,趙輝,史世明. 液晶與顯示. 2019(06)
[3]高速發(fā)展的OLED面板產(chǎn)業(yè)對(duì)ITO靶材提出新的挑戰(zhàn)[J]. 楊揚(yáng),謝夢(mèng). 新材料產(chǎn)業(yè). 2018(12)
[4]有機(jī)電致發(fā)光材料與器件[J]. 王利祥. 科學(xué)觀察. 2018(05)
[5]OLED:引領(lǐng)顯示技術(shù)革命[J]. 馬於光. 科學(xué)通報(bào). 2017(35)
[6]基于權(quán)重因子的RGB-RGBG像素結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 黃成強(qiáng),楊友昌,賀娟,李天華,羅德蓮. 液晶與顯示. 2017(07)
[7]提高圖像亮度的子像素著色算法[J]. 馮俊,嚴(yán)利民,夏明治. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[8]符合人眼視覺感知特性的改進(jìn)PSNR評(píng)價(jià)方法[J]. 趙巖,孟麗茹,王世剛,陳賀新. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(01)
[9]OLED產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J]. 張德強(qiáng),張國輝. 新材料產(chǎn)業(yè). 2012(05)
[10]OLED將走向全彩化技術(shù)[J]. 吳騰奇. 金卡工程. 2011(Z2)
博士論文
[1]面向特種LCD圖像處理方法與FPGA實(shí)現(xiàn)研究[D]. 盛磊.合肥工業(yè)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于視覺特性的全參考視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[D]. 王大鬧.南京郵電大學(xué) 2019
[2]AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片中源極驅(qū)動(dòng)電路的研究與設(shè)計(jì)[D]. 孟宇.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片中電荷泵電路的研究與設(shè)計(jì)[D]. 聶家誼.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[4]應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)安全存儲(chǔ)的QSPI-Flash控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 彭業(yè)強(qiáng).華中科技大學(xué) 2019
[5]AMOLED數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路的研究[D]. 武力.西安理工大學(xué) 2018
[6]AMOLED像素架構(gòu)研究及其應(yīng)用[D]. 劉敏.蘇州大學(xué) 2018
[7]影響OLED壽命因素的研究[D]. 李亭亭.陜西科技大學(xué) 2018
[8]USB3.0數(shù)字模塊后端研究實(shí)現(xiàn)[D]. 劉博文.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程管理與信息技術(shù)學(xué)院) 2017
[9]地鐵爆破振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王輔宋.南昌大學(xué) 2017
[10]TFT-LCD驅(qū)動(dòng)芯片數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)與研究[D]. 張斌.西安電子科技大學(xué) 2017
本文編號(hào):3269203
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