led显示屏虚拟像素原理及应用

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1、王桥立,郝宗潮（深圳京东方智能显示技术有限公司，深圳518057）摘 要：本文运用分时解析法解释了LED显示屏虚拟像素的基本原理，提出了虚拟像素的实现方法，同时分析了虚拟像素的应用要点。   关键词：虚拟像素；LED；LED显示屏   中图分类号：TN27      文献标识码：BThePrincipleandApplicationofLEDPanel’sVirtualPixelTechnologyWANQiao-li,HAOZong-chaoAbstract:Inthispaper,weanalysethe

2、principleofLEDpanel’svirtualpixelbytime-sharingmethod.Therealizationmethodandmainpointsforapplicationofvirtualpixelisalsopresent.Keywords:VisualPixel；LED；LEDDisplayPanel 近年来，国内LED显示屏行业飞速发展，出现了很多新技术、新工艺，“虚拟像素”技术是其中的热门技术之一。随着各厂家对“虚拟像素”概念的宣传和引导，目前已有越来越多客户开始接受“

3、虚拟像素”技术，特别是在显示屏面积受限而又要求显示更多信息的场合，“虚拟像素”优势更明显。那么到底什么是“虚拟像素”，如何在LED显示屏中实现“虚拟像素”呢？1“虚拟像素”原理所谓的“虚拟像素”技术，其实质就是利用人眼的视觉暂留现象，对实像素进行分时复用，复现更多显示信息点（虚像素点）的技术，也就是所谓的像素共享技术。可用图解方法说明“虚拟像素”的原理。以3列×3行9个实像素点（LED像素配比采用2红1绿1蓝）为例，如图1所示。实像素显示原理就是每个像素点相互独立地显示信息，图1的9个实像素点可显示S(1,1

4、)-S(3,3)的3×3矩阵共9个点。从图1可以看出，两个实像素点相邻的四个LED灯也收稿日期：2004-03-03          可构成2红1绿1蓝的基本显示点，利用这些基本显示点在不同的时刻显示不同的像素点，可以显示更多的信息点，也就是所谓的“虚拟像素”点。我们把一幅完整的画面分解成四个不同时刻的图像：第一时刻显示奇数行奇数列的信息，如图2所示；第二时刻，显示奇数行偶数列的信息，如图3所示；第三时刻，显示偶数行奇数列的信息，如图4所示；第四时刻，显示偶数行偶数列信息，如图5所示。引用电视信号中场的概念

5、，将“虚拟像素”的四个时刻分别定义为四个场，即第一场：奇-奇场；第二场：奇-偶场；第三场：偶-奇场以及第四场偶-偶场。由这四场构成一帧图像。从图2～图5可以看出，每个时刻的像素基本点部分复用而又不完全相同，这是“虚拟像素”的基本要素，这样可以保证形成的虚像素点不会重叠，显示画面稳定细腻。这四个时刻由于相隔时间很短（微秒级），利用人眼的视觉暂留现象，可以叠加成一幅画面，如图6所示，可以显示S(1,1)～S(5,5)的5×5=25个像素点的信息。图中除四周边缘的LED灯外，其他LED灯四周都有四个”虚拟像素”点，

6、即这些LED灯被复用了四次。n（行）×m（列）的实像素，可虚拟成（2n-1）×（2m-1）的“虚拟像素”。当n与m较大时，（2n-1）×（2m-1）≈2n×2m=4（n×m），即虚像素点数约为实像素点数的4倍。2“虚拟像素”的实现从“虚拟像素”的原理可以发现，“虚拟像素”与实像素主要有两点区别，一点是“虚拟像素”的一帧画面由四场构成，而实像素的一帧画面只有一场；另一点是实像素点间相互独立，每个实像素点的2个红管显示的是同一个信号源，因此在驱动电路中，这两个红管一般都由同一驱动源驱动，而“虚拟像素”点的两个红管

7、在不同的时刻（场）显示的内容不同，因此两个红管是被独立驱动的。还是以3×3的实像素（“虚拟像素”5×5）为例，将2红1绿1蓝基本显示点分成R1，R2，G，B四个通道，如图7所示。从图1可以看出，实像素的信号源数据结构可用如下的矩阵表示： 对于“虚拟像素”，每一场每处信号通道的数据结构都不相同，只要分析出每一场的数据结构，将数据源按此规律进行重新组织，即可实现“虚拟像素”。第一场（奇-奇场），如图2所示，四通道的数据结构一致，即：  第二场（奇-偶场），如图3所示，其数据结构为：  其中，R(x，x)，G(x，

8、x)，B(x，x)为一些边缘点，在程序设计中要作补零处理，以避免出现边缘随机点的现象。第三场（偶-奇场），如图4所示，其数据结构为：   第四场（偶-偶场），如图5所示，其数据结构为：   将数据源按四场的数据结构存放在四个区域，再由扫描机制将数据发送到屏体的驱动芯片，即可实现“虚拟像素”。3“虚拟像素”使用要点从“虚拟像素”的原理可知，“虚拟像素”的画面是由四场组成的，因此与实像素相比，其数据的刷