基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法、装置、终端及存储介质与流程

本申请涉及显示，特别是涉及一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法、装置、终端及存储介质。

背景技术：

1、脉冲宽度调制技术是一种通过控制led的发光时间来实现灰度变化的显示技术，由于led的光电响应速度极快，因此可以达到几十兆的响应频率。基于这一特性，通过利用控制电路高速点亮和熄灭led，从而得到精细的灰度等级。如此，驱动led的电流则是一系列脉冲，而脉冲的宽度收图像数据的调制，从而实现显示图像灰度等级的精准调控。这种调控方式成本低、控制精度高、线性好，现已被广泛应用与led显示领域。

2、随着显示技术的不断发展与进步，小间距led技术中各led的间距不断缩小。且由于视频内容的时效性越来越强，许多led厂商已经将小间距led的间距门槛提升至2毫米间距或1.8毫米间距，其在实际应用时的视觉效果相当于100英寸的显示屏且可以点对点的携带高清的画面内容。有别于传统以户外应用场景为重点的led显示屏，快速崛起的小间距led显示屏将目标市场锁定在led从未涉足的室内应用场景。

3、然而，由于现在应用于室内场景的视频源往往色彩更加丰富，因此其对显示屏的灰度等级及其实现灰度调整的精度提出了更高的显示要求。在现有技术中，以led显示屏为例，调制脉冲信号由fpga内部的系统时钟驱动产生，根据脉冲宽度参数来确定调制脉冲信号的宽度。但由于fpga内部的系统时钟，即fpga的工作频率，这一参数受限于fpga的芯片制程工艺以及工作温度等因素，为了保证芯片工作的稳定性，一般led显示屏内部的fpga所采用的系统时钟频率为125mhz，对应的时钟周期为8ns，所以调制脉冲信号宽度的精度一般为8ns，这一灰度精度显然无法满足室内场景下高分辨率、高灰度精度的显示需求。而想要提升脉冲宽度调制的精度则要求更高的芯片时钟频率，但这往往伴随着成本的急剧升高，并受制芯工艺的影响。另外，随着led物理尺寸越来越小，led的寄生电容则会越来越大，且由于电容的存在，led的点亮与熄灭无法瞬态实现，从而导致led点亮的时间变短，因此还需要对led的点亮时间进行精细补偿。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法、装置、终端及存储介质，用于解决如何在不提高led显示屏数字电路的系统时钟频率的前提下，提高脉冲宽度调制信号的调制精度，从而实现更高的显示屏灰度精度的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种方法，包括：获取待显示像素的灰度位及其对应的调制脉冲宽度；获取系统时钟的计数值，当所述系统时钟的计数值等于所述调制脉冲宽度时，生成二进制形式的并行数据；所述并行数据的位宽与数据标识位的位数呈指数关系；将所述并行数据转换为串行数据，作为调制脉冲信号；所述串行数据由串行时钟驱动，所述串行时钟频率相对于系统时钟频率的倍数等于所述并行数据的位宽；根据所述调制脉冲信号点亮或熄灭led，以显示所述待显示像素。

3、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法还包括：当所述系统时钟的计数值大于所述调制脉冲宽度时，所述并行数据均为1；当所述系统时钟的计数值小于所述调制脉冲宽度时，所述并行数据均为0。

4、于本申请的第一方面的一些实施例中，令所述数据标识位的位数为n，则所述并行数据的位宽为2n。

5、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述并行数据的高m位为0，其余位为1；其中，m代表所述数据标志位的数值。

6、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述调制脉冲宽度基于灰度位与调制脉冲宽度间的对应关系获取；其中，所述灰度位与调制脉冲宽度间的对应关系根据led灯板参数计算不同灰度位对应的调制脉冲宽度得到。

7、于本申请的第一方面的一些实施例中，在根据所述调制脉冲信号点亮或熄灭led，以显示所述待显示像素后，所述方法还包括：测量所述led的实际亮度，根据所述led的实际亮度调整所述灰度位与调制脉冲宽度间的对应关系。

8、于本申请的第一方面的一些实施例中，在所述获取待显示像素的灰度位及其对应的调制脉冲宽度之前，还包括：获取待显示视频源；将所述待显示视频源的每帧图像按照灰度位分层，得到单灰度层图像；根据所述单灰度层图像确定所述每帧图像中各待显示像素的灰度位。

9、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升装置，包括：灰度分层模块，用于获取待显示像素的灰度位；计数器，用于获取系统时钟的计数值；时钟模块，用于产生系统时钟；比较模块，用于获取灰度位对应的调制脉冲宽度；当所述系统时钟的计数值等于所述调制脉冲宽度时，生成若干并行数据；其中，所述并行数据由1和/或0组成；并串转换模块，用于将所述并行数据转换为串行数据，作为调制脉冲信号；驱动芯片，根据所述调制脉冲信号点亮或熄灭led，以显示所述待显示像素。

10、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述方法。

12、如上所述，本申请的一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法、装置、终端及存储介质，具有以下有益效果：

13、本申请在不提高led显示屏内部数字电路的时钟频率的前提下，只需要部署少量的数字电路和fpga内部资源，通过将一个周期内的脉冲信号调制为若干个更小周期、且频率更高的脉冲信号，使得led显示屏的灰度精度得以提升数倍，其提升的倍数则取决于并串转换模块或相仿的数字电路的串行输入时钟频率和并行输入数据位宽，从而满足在色彩或分辨率上有更高要求的led显示屏应用场景。

技术特征：

1.一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1或2所述的基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，

5.根据权利要求1或2所述的基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法，其特征在于，在所述获取待显示像素的灰度位及其对应的调制脉冲宽度之前，还包括：

8.一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法。

10.一种电子终端，其特征在于，包括至少一个处理器，所述至少一个处理器与至少一个存储器耦合，所述至少一个处理器用于读取所述至少一个存储器所存储的计算机程序，以执行如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结本申请提供一种基于脉冲宽度调制的显示屏灰度精度提升方法、装置、终端及存储介质，包括：获取待显示像素的灰度位及其对应的调制脉冲宽度；获取系统时钟的计数值，当所述系统时钟的计数值等于所述调制脉冲宽度时，生成二进制形式的并行数据；所述并行数据的位宽与数据标识位的位数呈指数关系；将所述并行数据转换为串行数据，作为调制脉冲信号；所述串行数据由串行时钟驱动，所述串行时钟频率相对于系统时钟频率的倍数等于所述并行数据的位宽；根据所述调制脉冲信号点亮或熄灭LED，以显示所述待显示像素。通过应用本申请，可以在不增加系统时钟频率的前提下提高显示屏的灰度调整精度，使显示画面更细腻、精准。技术研发人员：范刚,盛开,陈春根,吕硕聪,袁翠受保护的技术使用者：上海三思电子工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27