用于RGBW-Pentile排列的子像素渲染方法与流程

用于rgbw-pentile排列的子像素渲染方法
技术领域
1.本发明属于微电子及显示技术领域，具体涉及一种用于rgbw-pentile排列的子像素渲染方法。


背景技术：

2.rgbw是在传统rgb显示技术的基础上，通过增加白色子像素，转换成四基色显示器的显示技术。在rgbw显示器中，由于白色子像素不需要彩色滤光片，提高了透过率，可以在增大显示亮度的同时保持显示器功耗水平不变。由于白色子像素的加入，如果保持子像素尺寸不变，将降低相同显示面积下的显示分辨率，为此，业界提出了一种rgbw-pentile排列，通过子像素渲染技术，使其在比条纹式rgbw排列减少1/2子像素数量的条件下，达到与条纹rgbw排列相同的显示分辨率。由于像素共用，这种方式往往会导致显示器在显示点阵、斜线等特征图案时，损失其亮度和色彩特征，导致图像模糊一片。


技术实现要素：

3.发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种用于rgbw-pentile排列的子像素渲染方法，使得应用本发明所述方法的rgbw-pentile排列显示器在显示条纹、斜线、点阵等特殊图形时仍能较好地保持其亮度和色彩特征，不会因为子像素数量减少及渲染算法而模糊一片。
4.技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种用于rgbw-pentile排列的子像素渲染方法，包括如下步骤：
6.s1：获取子像素数据
7.将rgb图像转换为rgbw图像，读取rgbw图像中每个像素的第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素的数据，第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素分别为r子像素、g子像素、b子像素和w子像素中的一种，根据rgbw-pentile显示面板的像素排列方式将子像素分成两组，其中第一组子像素包括第一子像素和第二子像素，第二组子像素包括第三子像素和第四子像素，rgbw-pentile排列的显示面板上位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅显示第一组子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅显示第二组子像素；
8.s2：根据获取的子像素数据，判断是否为特殊图形
9.将rgbw图像中每个像素的子像素数据分别与对应子像素的设定阈值进行比较，判断当前像素及其上下左右相邻像素组成的图形是否为特殊图形；
10.s3：选择数据渲染算法进行渲染
11.根据当前像素及其上下左右相邻像素组成的图形是否为特殊图形选择数据渲染算法，并结合当前像素的位置计算当前像素显示的子像素数据，其中，若是特殊图形，则选择第一数据渲染算法，否则选择第二数据渲染算法。
12.优选地，步骤s2包括：
13.对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，若像素p
i,j
的第三子像素数据大于第三子像素的设定阈值以及第四子像素数据大于第四子像素的设定阈值，且像素p
i,j
的上下左右相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的第三子像素数据均小于或等于第三子像素的设定阈值以及第四子像素数据均小于或等于第四子像素的设定阈值，则像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形属于特殊图形；
14.对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，若像素p
i,j
的第一子像素数据大于第一子像素的设定阈值以及第二子像素数据大于第二子像素的设定阈值，且像素p
i,j
的上下左右相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的第一子像素数据均小于或等于第一子像素的设定阈值以及第二子像素数据均小于或等于第二子像素的设定阈值，则像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形属于特殊图形。
15.优选地，若当前像素的上下左右相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补第一子像素数据、第二子像素数据、第三子像素数据和第四子像素数据均为0的像素。
16.优选地，步骤s3中，第一数据渲染算法为：
17.对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，将其w子像素数据叠加到r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据中，同时令w子像素数据为0；
18.将像素p
i,j
的第三子像素数据和第四子像素数据叠加到像素p
i,j+1
的第三子像素数据和第四子像素数据中；
19.像素p
i,j
用于显示第一子像素和第二子像素；
20.对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，将其w子像素数据叠加到r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据中，同时令w子像素数据为0；
21.将像素p
i,j
的第一子像素数据和第二子像素数据叠加到像素p
i,j+1
的第一子像素数据和第二子像素数据中；
22.像素p
i,j
用于显示第三子像素和第四子像素。
23.优选地，步骤s3中，第二数据渲染算法为：
24.对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，直接舍弃第三子像素数据和第四子像素数据，像素p
i,j
用于显示第一子像素和第二子像素；
25.对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，直接舍弃第一子像素数据和第二子像素数据，像素p
i,j
用于显示第三子像素和第四子像素。
26.优选地，步骤s1中，通过rgb-rgbw映射算法将rgb图像转换为rgbw图像。
27.优选地，rgb-rgbw映射算法为：
28.lw＝l
min
[0029][0030]
其中，lr、lg、lb分别表示rgb图像中像素的r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据；lr、lg、lb、lw分别表示rgbw图像中对应像素的r子像素数据、g子像素数据、b子像素数据
和w子像素数据；l
min
＝min{lr,lg,lb}，l
max
＝max{lr,lg,lb}。
[0031]
有益效果：与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
[0032]
应用本发明的rgbw-pentile排列显示器在显示条纹、斜线、点阵等特殊图形时仍能较好地保持其亮度和色彩特征，不会因为子像素数量减少及渲染算法而模糊一片：按照本发明的像素划分，任意一个像素与它上下左右四个相邻像素所包含的子像素颜色都是不同的，那么对于任意一个发光的像素，如果上下左右四个相邻像素中有一个像素发光，就可以借用其相邻像素发光的颜色来弥补其所缺失的子像素颜色，例如横条纹、竖条纹、双点点阵等大部分图像；特别地，如果上下左右四个相邻像素中没有像素发光，则通过本发明的渲染方法可以将当前像素缺失的颜色叠加到其相邻像素显示，例如斜线、单点点阵等小部分图像，并且通过将w子像素的像素数据叠加到r、g、b子像素数据中，令w子像素不发光可以避免像素渲染后相邻两个像素同时发光造成的点阵等图像特征丢失。
附图说明
[0033]
图1是本发明实施例1所述的方法流程图；
[0034]
图2是本发明实施例2所述的rgbw-pentile排列的一个像素划分实施例；
[0035]
图3是本发明实施例2所述的位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素及其上下左右相邻像素的输入特殊图形示例；
[0036]
图4是本发明实施例2所述的位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素及其上下左右相邻像素的输入特殊图形示例；
[0037]
图5是本发明实施例2所述的第一数据渲染算法的一个实施例；
[0038]
图6是本发明实施例2所述的第二数据渲染算法的一个实施例；
[0039]
图7是本发明横条纹显示效果图；
[0040]
图8是本发明竖条纹显示效果图；
[0041]
图9是本发明斜线显示效果图；
[0042]
图10是本发明点阵显示效果图。
具体实施方式
[0043]
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0044]
实施例1：
[0045]
本实施例公开了一种用于rgbw-pentile排列的子像素渲染方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0046]
s1：获取子像素数据
[0047]
将rgb图像转换为rgbw图像，读取rgbw图像中每个像素的第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素的数据，第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素分别为r子像素、g子像素、b子像素和w子像素中的一种，根据rgbw-pentile显示面板的像素排列方式将子像素分成两组，其中第一组子像素包括第一子像素和第二子像素，第二组子像素包括第三子像素和第四子像素，rgbw-pentile排列的显示面板上位于奇数行奇数列和偶数行偶数列的像素仅显示第一组子像素，位于奇数行偶数列和偶数行奇数列的像素仅显示第二组子像素；
[0048]
s2：根据获取的子像素数据，判断是否为特殊图形
[0049]
将rgbw图像中每个像素的子像素数据分别与对应子像素的设定阈值进行比较，判断当前像素及其上下左右相邻像素组成的图形是否为特殊图形；
[0050]
s3：选择数据渲染算法进行渲染
[0051]
根据当前像素及其上下左右相邻像素组成的图形是否为特殊图形选择数据渲染算法，并结合当前像素的位置计算当前像素显示的子像素数据，其中，若是特殊图形，则选择第一数据渲染算法，否则选择第二数据渲染算法。
[0052]
优选地，步骤s2包括：
[0053]
对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，若像素p
i,j
的第三子像素数据大于第三子像素的设定阈值以及第四子像素数据大于第四子像素的设定阈值，且像素p
i,j
的上下左右相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的第三子像素数据均小于或等于第三子像素的设定阈值以及第四子像素数据均小于或等于第四子像素的设定阈值，则像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形属于特殊图形；
[0054]
对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，若像素p
i,j
的第一子像素数据大于第一子像素的设定阈值以及第二子像素数据大于第二子像素的设定阈值，且像素p
i,j
的上下左右相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的第一子像素数据均小于或等于第一子像素的设定阈值以及第二子像素数据均小于或等于第二子像素的设定阈值，则像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形属于特殊图形。
[0055]
优选地，若当前像素的上下左右相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补第一子像素数据、第二子像素数据、第三子像素数据和第四子像素数据均为0的像素。
[0056]
优选地，步骤s3中，第一数据渲染算法为：
[0057]
对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，将其w子像素数据叠加到r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据中，同时令w子像素数据为0；
[0058]
将像素p
i,j
的第三子像素数据和第四子像素数据叠加到像素p
i,j+1
的第三子像素数据和第四子像素数据中；
[0059]
像素p
i,j
用于显示第一子像素和第二子像素；
[0060]
对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，将其w子像素数据叠加到r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据中，同时令w子像素数据为0；
[0061]
将像素p
i,j
的第一子像素数据和第二子像素数据叠加到像素p
i,j+1
的第一子像素数据和第二子像素数据中；
[0062]
像素p
i,j
用于显示第三子像素和第四子像素。
[0063]
优选地，步骤s3中，第二数据渲染算法为：
[0064]
对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，直接舍弃第三子像素数据和第四子像素数据，像素p
i,j
用于显示第一子像素和第二子像素；
[0065]
对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，直接舍弃第一子像素数据和第二子像素数据，像素p
i,j
用于显示第三子像素和第四子像素。
[0066]
优选地，步骤s1中，通过rgb-rgbw映射算法将rgb图像转换为rgbw图像。
[0067]
优选地，rgb-rgbw映射算法为：
[0068]
lw＝l
min
buffer)，对分辨率为m
×
n的rgbw图像进行三行像素数据缓存，line buffer的深度由输入的rgbw图像一行的像素数据量决定，line buffer的位宽由rgbw图像的像素数据位宽决定。三行像素数据缓存是指将输入的rgbw图像的三行像素数据分别存在三片存储器中，每个像素的rgbw子像素数据存在一起，当三行存满之后，后续行的像素数据会将当前存储器中的像素数据更新掉；例如，将第1、2、3行像素数据依次存入存储器a、b、c中，之后将第4行数据继续往存储器a中，第1行的像素数据就被覆盖了。对于每一帧输入图像，从第1行像素数据全部存入存储器且第2行像素数据未全部存入存储器的某一时刻开始，按顺序读取所述line buffer中的图像第i行第j列的像素p
i,j
及其上下左右四个相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的rgbw子像素数据。
[0081]
步骤s2：输入图形检测，判断是否为特殊图形
[0082]
针对图像第i行第j列的像素p
i,j
及其上下左右四个相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
，根据每个像素的rgbw子像素数据，判断像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形是否属于特殊图形。特殊的，对于图像边界处的像素，其相邻像素不足四个，则在空缺的位置填补rgbw子像素数据为0的像素，即填补的像素的r子像素数据、g子像素数据、b子像素数据和w子像素数据均为0。
[0083]
判断过程如下：
[0084]
对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
及其上下左右相邻像素，若像素p
i,j
的第二组子像素数据大于其设定阈值，即b子像素数据大于b子像素的设定阈值和w子像素数据大于w子像素的设定阈值，可认为像素p
i,j
的b子像素和w子像素视觉上表现为“亮”的状态，且像素p
i,j
的上下左右相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的第二组子像素数据均小于或等于其设定阈值，即b子像素数据小于或等于b子像素的设定阈值和w子像素数据小于或等于w子像素的设定阈值，可认为像素p
i,j
的上下左右相邻像素的b子像素和w子像素视觉上表现为“暗”的状态，则像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形属于特殊图形。如图3所示，其中白色实线框表示b子像素和w子像素“亮”，黑色实线框表示b子像素和w子像素“暗”，白色虚线框表示r子像素和g子像素亮暗状态不确定。
[0085]
对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
及其上下左右相邻像素，若像素p
i,j
的第一组子像素数据大于其设定阈值，即r子像素数据大于r子像素的设定阈值和g子像素数据大于g子像素的设定阈值，可认为像素p
i,j
的r子像素和g子像素视觉上表现为“亮”的状态，且像素p
i,j
的上下左右相邻像素p
i-1,j
、p
i+1,j
、p
i,j-1
、p
i,j+1
的第一组子像素数据均小于或等于其设定阈值，即r子像素数据小于或等于r子像素的设定阈值和g子像素数据小于或等于g子像素的设定阈值，可认为像素p
i,j
的上下左右相邻像素的r子像素和g子像素视觉上表现为“暗”的状态，则像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形属于特殊图形。如图4所示，其中白色实线框表示r子像素和g子像素“亮”，黑色实线框表示r子像素和g子像素“暗”，白色虚线框表示b子像素和w子像素亮暗状态不确定。
[0086]
步骤s3：根据是否为特殊图形，选择数据渲染算法
[0087]
据步骤s2所得像素p
i,j
及其上下左右相邻像素组成的图形是否为特殊图形，若是特殊图形，选择第一数据渲染算法；若不是特殊图形，选择第二数据渲染算法。
[0088]
第一数据渲染算法的具体方法为：
[0089]
对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，将其w子像素数据叠加到r子
像素数据、g子像素数据和b子像素数据中，即叠加后的r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据分别等于叠加前的r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据加上w子像素数据，然后令w子像素数据为0，并将像素p
i,j
叠加后的b子像素数据和w子像素数据再叠加到像素p
i,j+1
的b子像素数据和w子像素数据中。像素p
i,j
仅用于显示r子像素和g子像素。图5所示为一个具体的实施例。数据data1叠加到数据data2中表示叠加后的数据data2等于叠加前的数据data2加上数据data1，且此处的数据叠加加入了溢出判断，当叠加后的子像素数据超过像素数据值的范围(例如8bit数据值范围为0-255)时，统一置为最大值。
[0090]
对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，将其w子像素数据叠加到r子像素数据、g子像素数据和b子像素数据中，然后令w子像素数据为0，并将像素p
i,j
叠加后的的r子像素数据和g子像素数据再叠加到像素p
i,j+1
的r子像素数据和g子像素数据中。像素p
i,j
仅用于显示b子像素和w子像素。
[0091]
第二数据渲染算法的具体过程为：
[0092]
对于位于奇数行奇数列或偶数行偶数列的像素p
i,j
，直接舍弃b子像素数据和w子像素数据，像素p
i,j
仅用于显示r子像素和g子像素。图6所示为一个具体的实施例。
[0093]
对于位于奇数行偶数列或偶数行奇数列的像素p
i,j
，直接舍弃r子像素数据和g子像素数据，像素p
i,j
仅用于显示b子像素和w子像素。
[0094]
图7-图10分辨展示了本发明对条纹、斜线和点阵的显示效果示意图。可以看到，应用本发明的rgbw-pentile排列显示器在显示条纹、斜线、点阵等特殊图形时仍能较好地保持其亮度和色彩特征，不会因为子像素数量减少及渲染算法而模糊一片。具体的，按照本发明的像素划分，任意一个像素与它上下左右四个相邻像素所包含的子像素颜色都是不同的，那么对于任意一个发光的像素，如果它上下左右四个相邻像素中有一个像素发光，就可以借用其相邻像素发光的颜色来弥补其所缺失的子像素颜色，例如横条纹、竖条纹、双点点阵等大部分图像(图7-图8)；特别地，如果它上下左右四个相邻像素中没有像素发光，则通过本发明的渲染方法可以将当前像素缺失的颜色叠加到其相邻像素显示，例如斜线、单点点阵等小部分图像，并且通过将w子像素的像素数据叠加到r、g、b子像素数据中，令w子像素不发光可以避免像素渲染后相邻两个像素同时发光造成的点阵等图像特征丢失(图9-图10)；因此应用本发明所述子像素渲染方法的rgbw-pentile排列显示器在显示条纹、斜线、点阵等特殊图形时仍能较好地保持其亮度和色彩特征。
[0095]
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。