一种驱动dmd超高帧频显示高动态图像的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种DMD超尚巾贞频显不尚动态图像的驱动方法，适用于超尚巾贞频目标模拟仿真测试系统，以实现对高帧频高动态范围探测器的测试与评估。
【背景技术】
[0002]实现对高帧频高动态范围探测器进行高质量的测试和评估，需要设计出合理完善的目标模拟仿真测试系统。根据奈奎斯特采样定理，仿真系统的输出帧频应不小于探测器工作频率的2倍。因此为了使仿真系统模拟生成的目标图像更加接近于真实情况，需要在保证图像高动态范围的条件下，尽可能提高系统的输出帧频。
[0003]仿真系统的目标模拟输出器件为数字微镜器件(DMD)，脉冲宽度调制方法通常被作为DMD显示图像的有效调制方法。但是由于DMD寄存器加载一幅完整位图的时间有最小值限制，而脉冲宽度调制的最小时间单元不能小于DMD加载完整位图的时间，否则调制后的位图显示时间不能满足脉冲宽度调制的比例关系，因此DMD加载位图所需时间的最小值限制了 DMD显不图像帧频的提尚。为了提尚DMD显不帧频，必须有效解决DMD加载位图所需时间最小值这一硬件固有特性所带来的限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种驱动DMD超高帧频显示高动态图像的方法，该方法能够大幅提升尚动态图像的显不帧频。
[0005]一种驱动DMD超高帧频显示高动态图像的方法，具体步骤如下:
[0006]I)根据高动态图像的像素动态范围2N，设定图像拆分后的位图级数为N ;
[0007]2)选取第I级位图的期望显示时间T1, T1的选取范围为0.1us?lOOus，同时，令DMD位图调制显示时间的基数T = T1;
[0008]3)计算I?N级位图的调制显示时间Ti,并统计出I?N级位图中被取反的位图个数M ;DMD型号和工作频率确定时，位图加载时间为一固定值Tbm，则第i级位图Pi的调制显示时间凡为:当2 Ht < Tbm时Ti= τbm+2HT，且Pi需要取反；当2Ht彡Tbm时Ti= 2 Ht ；
[0009]4)清零DMD的寄存器；
[0010]5)获取位图并加载至DMD寄存器中显示，具体步骤如下:
[0011](I)读取图像数据，像素值以N位二进制数进行存储；
[0012](2)提取图像各像素值的右起第i位，组成第i级位图Pi, i从I变化至N，可以得到第I?N级位图；
[0013](3)对I?M级位图依次取反，得到位图PN+1?P N+M，设置位图PN+1?P N+M的调制显示时间均为Tbm;
[0014](4)依次加载N+M幅位图至DMD中并按设定的位图调制时间进行显示；
[0015](5)如果要继续显示图像，则跳至步骤(I)，读取新的图像，否则停止读取图像；
[0016]6)设置DMD为浮动状态，DMD图像停止显示。
[0017]本发明的优点:
[0018](I)、本发明有效解决了 DMD加载位图所需时间对脉冲宽度调制方法带来的限制，可以任意指定DMD位图显不调制时间的基数。
[0019](2)、本发明在应用于8位灰度以上的高动态图像DMD显示时，在保证良好的系统光学效率、图像质量和有效的动态范围的情况下，与传统DMD调制方法相比，能够大幅提升图像的显不帧频，实现图像的超尚帧频显不。
【附图说明】
[0020]图1为整体设计流程图。
[0021]图2为DMD位图调制时序示意图(动态范围为256，DMD型号为.7XGA，工作在400MHz，DMD调制时间基数为Ius)。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实例，对本发明作具体说明:
[0023]I)根据图像的像素动态范围为256即28，设定图像拆分后的位图级数N = 8 ;
[0024]2)选取第I级位图的期望显示时间T1= Ius,同时，令DMD位图调制显示时间的基数T = T1;
[0025]3)当DMD型号和工作频率确定时，DMD的位图加载时间Tbm是一个确定值，如图2所示，以.7XGA型号DMD工作在400MHz为例，Tbm= 30.72us，依次计算I?N级位图的调制显示时间，其中第i级位图Pi的显示时间T i的计算方法为:当2 I < Tbm时T i= Tbm+2HT，且要取反；当2 Ht彡Tbm时τ i = 2 Ht ;最后统计出N级位图中被取反的位图个数μ =5 ；
[0026]4)清零DMD的寄存器；
[0027]5)加载位图至DMD寄存器中显不，具体步骤如下:
[0028](I)读取图像数据，像素值以N位二进制数进行存储；
[0029](2)提取图像各像素值的右起第i位，组成第i级位图Pi, i从I变化至N，可以得到第I?N级位图；
[0030](3)对I?M级位图依次取反，得到位图PN+1?P N+M，设置位图PN+1?P N+M的调制显示时间均为Tbm;
[0031]⑷初始化变量i为I;
[0032](5) DMD进行复位操作，经过4.5us后DMD寄存器中存储的位图开始显示，若i等于I则当如显不的位图为PN+M，显不时间Tshqw等于P N+M的显不时间T N+M;若i不等于I则当如显不的位图为P1-P显不时间Tshqw等于P P1的显不时间T ^1;
[0033](6)加载位图Pi，加载时间为Tbm;
[0034](7)等待至显示时间Tsrow结束，然后变量i的值加上I ;
[0035](8)如果i不大于N+M，则跳至步骤(5)，否则判断是否要停止显示；
[0036](9)如果要继续显示图像，则跳至步骤(I)，读取新的图像，否则停止读取图像；
[0037]6)设置DMD为浮动状态，DMD图像停止显示。
【主权项】
1.一种驱动DMD超尚巾贞频显不尚动态图像的方法，其特征包括如下步骤: 1)根据高动态图像的像素动态范围2N，设定图像拆分后的位图级数为N; 2)选取第I级位图的期望显示时间T1,T1的选取范围为0.1us?lOOus，同时，令DMD位图调制显示时间的基数T = T1; 3)计算I?N级位图的调制显示时间Ti,并统计出I?N级位图中被取反的位图个数M ；DMD型号和工作频率确定时，位图加载时间为一固定值Tbm，则第i级位图Pi的调制显示时间凡为:当2Ht < Tbm时Ti= τbm+2^T,且要取反;当2Ht彡Tbm时Ti= 2 Ht ； 4)清零DMD的寄存器； 5)获取位图并加载至DMD寄存器中显示，具体步骤如下: (1)读取图像数据，像素值以N位二进制数进行存储； (2)提取图像各像素值的右起第i位，组成第i级位图Pi,i从I变化至N，可以得到第I?N级位图； (3)对I?M级位图依次取反，得到位图PN+1?PN+M，设置位图PN+1?P N+M的调制显示时间均为Tbni; (4)依次加载N+M幅位图至DMD中并按设定的位图调制时间进行显示； (5)如果要继续显示图像，则跳至步骤(1)，读取新的图像，否则停止读取图像； 6)设置DMD为浮动状态，DMD图像停止显示。
【专利摘要】本发明公开了一种驱动DMD超高帧频显示高动态图像的方法，本发明基于DMD超高帧频显示高动态图像的要求，将像素动态范围为2N的图像拆分为1～N级位图，结合DMD硬件加载位图所需的最短时间，计算1～N级位图各自的调制显示时间，并决定出1～M级位图需要进行取反操作，取反获得的M幅位图的调制显示时间均设置为DMD加载位图所需的最短时间，然后将1～N级位图和取反得到的M幅位图依次加载至DMD并按照设定的调制时间进行显示，从而实现高动态图像的超高帧频显示。本发明有效解决了DMD加载位图所需时间对脉冲宽度调制方法带来的限制，在应用于8位灰度以上的高动态图像DMD显示时，能大幅提升图像的显示帧频。
【IPC分类】H04N5/355, H04N9/31, H04N5/74
【公开号】CN104917977
【申请号】CN201510295691
【发明人】张永骞, 张涛, 崔文楠, 丁昆, 赵青青, 崔钊
【申请人】中国科学院上海技术物理研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月2日