CN110136644B - 一种提高显示分辨率的视频显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高显示分辨率的视频显示系统,包含可支持多种分辨率和多种视频格式的驱动模块，缓存视频图像的数据存储模块以及用来显示图像的显示模块；其中驱动模块将接收的每一帧原视频图像分解为四幅分辨率低于原视频图像的视频图像；显示模块的像素分辨率和分解后视频图像的分辨率保持一致，并在原视频图像一帧的时间内，将四幅分解的视频图像依照子像素单元不同的动态组合的方式显示到显示屏上。本发明能够在不显著增加显示屏的功耗和尺寸的条件下获得更高的视觉分辨率，可以实现用较低分辨率的屏，显示较高分辨率的图像的目的，并获得优于低分辨率屏的实际显示效果，特别适用于对显示面积和功耗要求较高的应用场景。

Description

一种提高显示分辨率的视频显示系统

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其是涉及一种提高显示分辨率的视频显示系统。

背景技术

随着微显示领域，例如增强现实（AR）和虚拟现实（VR）的不断发展，市场对其使用的显示屏的显示质量和尺寸功耗提出了更高的要求。一般来说，为了提升显示效果，最直接的方法是增加显示屏的像素数量，来显示更高分辨率的视频或图像。但是，这样做会大幅度增加显示屏尺寸规模和功耗，不适用微显示领域的应用场景。

发明内容

为解决上述的问题，本发明提出了一种提高显示分辨率的视频显示系统，通过特定的硬件结构和具体的动态子像素组合算法的配合，能够在不显著增加显示屏的功耗和尺寸的条件下获得更高的视觉分辨率。

本发明的主要内容包括：

一种提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，包含可支持多种分辨率和多种视频格式的驱动模块，缓存视频图像的数据存储模块，以及用来显示图像的显示模块；其中驱动模块将接收的每一帧原视频图像分解为四幅分辨率低于原视频图像的视频图像；显示模块的像素分辨率和分解后视频图像的分辨率保持一致，并在原视频图像一帧的时间内，将四幅分解的视频图像依照子像素单元不同的动态组合的方式显示到显示屏上。

进一步地，显示模块包括多个硅基CMOS的子像素单元及其驱动电路，子像素单元上有光学调制层，光学调制层上有公共电极，每个子像素单元对应不同波长的光，相邻子像素单元组合在一起形成一个具有多波长的显示单元；相邻子像素单元的组合随着时间帧发生变化，在不同的时间帧里，多波长的多个显示单元具有不同的显示位置。

进一步地，光学调制层为液晶、OLED、LED或量子点显示材料。

进一步地，每个显示单元由多个对应不同波长的子像素单元组成；组成每个显示单元的子像素单元的数目和形状有多种。

进一步地，每个时间帧时，每个显示单元由四个子像素单元组成为田字形的形状，四个子像素单元分别对应红、绿、蓝三种波长光及红、绿、蓝中任意一个颜色波长光，或对应为红、绿、蓝、白四种波长光。

进一步地，每个时间帧时，每个显示单元由三个子像素单元组成为品字形、L形或长条形的形状，三个子像素单元分别对应红、绿、蓝三种波长光。

进一步地，驱动模块包含支持子像素单元动态组合显示方式的数据管理模块和控制信号产生模块。

进一步地，对于田字形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移一个子像素单元后显示在显示屏上；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移一个子像素单元后显示在显示屏上；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，右移并下移一个子像素单元后显示在显示屏上。

进一步地，对于品字形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第二个视频图像中的子像素单元和拆分的第一个视频图像中的子像素单元具有部分重叠；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第三个视频图像中的子像素单元和拆分的第一个视频图像中的子像素单元具有部分重叠；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，下移并右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第四个视频图像中的子像素单元和拆分的第二个视频图像以及拆分的第三个视频图像中的子像素单元具有部分重叠。

进一步地，对于L形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第二个视频图像中的子像素单元和拆分的第一个视频图像中的子像素单元具有部分重叠；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第三个视频图像中的子像素单元和拆分的第一个视频图像中的子像素单元具有部分重叠；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，下移并右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第四个视频图像中的子像素单元和拆分的第二个视频图像以及第三个视频图像中的子像素单元具有部分重叠。

进一步地，对于长条形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第二个视频图像中的子像素单元和拆分的第一个视频图像中的子像素单元具有部分重叠；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第三个视频图像中的子像素单元和拆分的第一个视频图像中的子像素单元具有部分重叠；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，下移并右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第四个视频图像中的子像素单元和拆分的第二个视频图像以及第三个视频图像中的子像素单元具有部分重叠。

其中视频图像源的数据传输格式包括但不限于RGB888格式、MIPI格式、HDMI格式等；数据存储单元的具体类型包括但不限于SRAM存储结构、DDR存储结构、HBM存储结构等等；显示模块的显示单元具体实现形式包括但不限于LCOS结构、OLED结构、LED结构、量子点结构等等。

一种支持动态子像素组合的通用数据处理模块，具有接收不同格式的输入视频数据能力。并具有依照驱动算法将输入视频和图像，进行拆分并存入到数据存储模块的能力。并具有在特定时段将特定视频数据从数据存储单元取出，传输到显示模块进行显示的能力。

一种支持动态子像素组合的通用控制信号产生模块，具有识别输入视频和图像分辨率，并据此产生对应控制信号的能力。

一种支持动态子像素组合的通用显示模块，具有特定的子像素结构和对应的驱动电路。接收数据处理模块传输的处理过的视频数据，并将该视频数据显示到具体显示单元上。其中构成显示单元的子像素结构包括但不限于“田字形”、“品字形”、“L形”、“长条形”等等。

一种支持动态子像素组合的通用驱动算法，针对上述提及的“田字形”、“品字形”、“L形”、“长条形”子像素结构，给出对应的“田字形”、“品字形”、“L形”、“长条形”动态子像素驱动算法。在数据处理模块中，以硬件电路或者其他形式实现具体算法。

本发明所达到的有益效果：

本发明的提高显示分辨率的视频显示系统，能够在不显著增加显示屏的功耗和尺寸的条件下获得更高的视觉分辨率，可以实现用较低分辨率的屏，显示较高分辨率的图像的目的，并获得优于低分辨率屏的实际显示效果。该系统充分利用人的视觉特性，实现图像视觉分辨率的提升，特别适用于对显示面积和功耗要求较高的应用场景。

附图说明

图1为 一种提高显示分辨率系统的架构示意图；

图2_A 为 数据管理子模块结构示意图；

图2_B 为 控制信号产生子模块结构示意图；

图2_C 为 显示子模块结构示意图；

图3为 视频图像源划分示意图；

图4_A 为 “田字形”子像素RGBG组合方法动态像素组合子帧1的算法示意图；

图4_B 为 “田字形”子像素RGBG组合方法动态像素组合子帧2的算法示意图；

图4_C 为 “田字形”子像素RGBG组合方法动态像素组合子帧3的算法示意图；

图4_D 为 “田字形”子像素RGBG组合方法动态像素组合子帧4的算法示意图；

图4_E 为 “田字形”子像素RGBG组合方法动态像素组合最终显示像素效果示意图；

图5_A 为 “田字形”子像素RGBW组合方法动态像素组合子帧1的算法示意图；

图5_B 为 “田字形”子像素RGBW组合方法动态像素组合子帧2的算法示意图；

图5_C 为 “田字形”子像素RGBW组合方法动态像素组合子帧3的算法示意图；

图5_D 为 “田字形”子像素RGBW组合方法动态像素组合子帧4的算法示意图；

图5_E 为 “田字形”子像素RGBW组合方法动态像素组合最终显示像素效果示意图；

图6_A 为 “田字形”子像素RYYB组合方法动态像素组合子帧1的算法示意图；

图6_B 为 “田字形”子像素RYYB组合方法动态像素组合子帧2的算法示意图；

图6_C 为 “田字形”子像素RYYB组合方法动态像素组合子帧3的算法示意图；

图6_D 为 “田字形”子像素RYYB组合方法动态像素组合子帧4的算法示意图；

图6_E 为 “田字形”子像素RYYB组合方法动态像素组合最终显示像素效果示意图

图7_A 为 “品字形”子像素组合方法1动态像素组合子帧1的算法示意图；

图7_B 为 “品字形”子像素组合方法1动态像素组合子帧2的算法示意图；

图7_C 为 “品字形”子像素组合方法1动态像素组合子帧3的算法示意图；

图7_D 为 “品字形”子像素组合方法1动态像素组合子帧4的算法示意图；

图8_A 为 “品字形”子像素组合方法2动态像素组合子帧1的算法示意图；

图8_B 为 “品字形”子像素组合方法2动态像素组合子帧2的算法示意图；

图8_C 为 “品字形”子像素组合方法2动态像素组合子帧3的算法示意图；

图8_D 为 “品字形”子像素组合方法2动态像素组合子帧4的算法示意图；

图9_A 为 “L形”子像素组合方法1动态像素组合子帧1的算法示意图；

图9_B 为 “L形”子像素组合方法1动态像素组合子帧2的算法示意图；

图9_C 为 “L形”子像素组合方法1动态像素组合子帧3的算法示意图；

图9_D 为 “L形”子像素组合方法1动态像素组合子帧4的算法示意图；

图10_A 为 “L形”子像素组合方法2动态像素组合子帧1的算法示意图；

图10_B 为 “L形”子像素组合方法2动态像素组合子帧2的算法示意图；

图10_C 为 “L形”子像素组合方法2动态像素组合子帧3的算法示意图；

图10_D 为 “L形”子像素组合方法2动态像素组合子帧4的算法示意图；

图11_A 为 “长条形”子像素组合方法1动态像素组合子帧1的算法示意图；

图11_B 为 “长条形”子像素组合方法1动态像素组合子帧2的算法示意图；

图11_C 为 “长条形”子像素组合方法1动态像素组合子帧3的算法示意图；

图11_D 为 “长条形”子像素组合方法1动态像素组合子帧4的算法示意图；

图12_A 为 “长条形”子像素组合方法2动态像素组合子帧1的算法示意图；

图12_B 为 “长条形”子像素组合方法2动态像素组合子帧2的算法示意图；

图12_C 为 “长条形”子像素组合方法2动态像素组合子帧3的算法示意图；

图12_D 为 “长条形”子像素组合方法2动态像素组合子帧4的算法示意图。

具体实施方式

在显示技术中，显示视频和图像的显示单元被称作为像素。一般而言，显示屏的像素阵列的数目和待显示的视频或图像的分辨率是保持一致的，即待显示视频或图像中的某一像素点会由显示屏上固定的一个像素单元呈现出来。而显示屏的像素单元是由比之更小的子像素组合构成的。一般而言，在显示领域任何一种颜色都可以由红绿蓝(RGB)三种颜色混合而成的，即一个像素阵列其实是由R、G、B这3种子像素按照特定的顺序不断重复排列构成的。本专利通过研究发现，如果可以做到将待显示的高分辨率的图像，拆分成若干个低分辨率图像，并在原一帧高分辨率图像的显示时间内，将拆分后的若干个低分辨率图像按照特定方式进行显示。可以实现用较低分辨率的屏，显示较高分辨率的图像的目的，并获得优于低分辨率屏的实际显示效果。这种特定的显示方式，在本文被称为动态子像素组合算法，下文会进行详细的介绍。

图1为系统的架构示意图。提高显示分辨率的视频显示系统，包括驱动模块、数据存储模块和显示模块。驱动模块包括数据管理模块和控制信号产生模块。通过数据管理模块接收视频图像源传输进系统的视频数据，根据控制信号产生模块给的控制信号，将视频数据存入数据存储模块。根据控制信号产生模块给的控制信号，从数据存储模块取出特定的视频数据并将其传输到显示模块进行显示。

视频信号由视频源给出，视频源的数据格式可以有多种，包括但不限于RGB888格式、MIPI格式、HDMI格式等；其具体的硬件实现方式也可以有多种，包括但不限于CPU、显卡、FPGA板、视频处理芯片等。系统接收到的视频源数据需要至少包括帧同步信号、数据信号、时钟信号。系统内部的数据管理模块接收到视频信号之后，根据控制信号产生模块产生的控制信号，和动态子像素组合方法，将每一帧高分辨率图像的数据，拆分成4副低分辨率图像，并将每个低分辨率图像对应的数据存入数据存储模块中对应的存储单元中。控制信号产生模块接收视频信号后，判断其具体的分辨率，而后产生相应的控制信号给到数据管理模块，指导其做相应的数据处理。数据存储模块由两大块组成，存储单元A和存储单元B，每个存储单元可以存下4幅低分辨率图像的数据，即1幅高分辨率图像数据。

存储单元的具体操作如下，将输入的视频的帧分为奇数帧和偶数帧，在系统接收奇数帧图像时，将接收到的高分辨率图像按照特定的方式进行拆分为4幅低分辨率的图，分别称为pic_s1、pic_s2、pic_s3和pic_s4，并将其存到存储单元A中相对应的子存储单元里去。同时系统需要为显示模块提供显示数据，因此在奇数帧数据写到存储单元A的同时，将先前存在存储单元B里边的数据，按照特定方式读出并传输到显示模块进行显示。当系统接收完1帧高分辨率的奇数帧，并将其传输到存储单元A中的同时，系统也完成了将存储单元B中的4幅低分辨率图像数据的获取和显示。而在系统接收偶数帧图像时，也会将接收到的高分辨率图像按照特定的方式进行拆分为4幅低分辨率的图，分别称为pic_s1、pic_s2、pic_s3和pic_s4，将其存到存储单元B中相对应的子存储单元里去。将先前存在存储单元A里边的数据，按照特定方式读出并传输到显示模块进行显示。当系统接收完1帧高分辨率的偶数帧，并将其传输到存储单元B中的同时，系统也完成了将存储单元A中的4幅低分辨率图像数据的获取和显示。如此循环往复，系统就保证并完成了视频数据准确无丢失的接收和显示。数据管理模块根据控制信号产生模块产生的控制信号，在适当的时间将图像数据从数据存储模块中取出，并根据显示模块的子像素构成方式，对取出的图像数据进行必要的整理和计算，而后按照显示模块需要的数据格式，将图像数据传递给显示模块进行显示。显示模块在接收到图像数据之后，通过内部的行列译码电路将接收到的数据传输到对应的像素结构上去，而后由具体的像素结构完成显示。

图2_A为数据管理子模块结构示意图。在视频数据输入时，先通过内部的数据格式转换模块，将接收到的数据信号转换为RGB888格式的数据信号。该数据格式转换模块需要将MIPI格式和HDMI格式等非RGB888格式转换为RGB888格式数据以供后续模块使用。图像分割管理模块在接收到前级转换好的RGB888格式数据之后，按照特定的分割办法，将1幅高分辨率图像的数据，分割为4幅低分辨率图像的数据，具体的分割办法下文会详细介绍。而后Buffer数据读写管理模块根据收到的控制信号。将前级分割好的4幅低分辨率图像的数据，存到数据存储模块中，至此完成视频数据输入流程。当将图像数据从存储单元取出显示时，Buffer数据读写管理模块根据收到的控制信号，将对应的图像数据从数据存储单元中取出，送给显示屏数据发送管理模块。显示屏数据发送管理模块根据收到的控制信号和具体的显示屏子像素结构，对收到的图像数据做必要的计算和整理，而后发送给显示模块。这种必要的计算和整理即为动态子像素组合算法，下文会进行详细的说明。

图2_B为控制信号产生子模块结构示意图。分辨率检测模块根据接收到的视频数据，检测出当前输入视频的分辨率。Buffer数据读写控制模块和显示屏数据发送控制模块，据此产生输入输出数据换帧换行控制信号、高分辨率图拆分控制信号、低分辨率图读出时间点控制信号，给到数据管理模块。

图2_C为显示子模块结构示意图。数据接收处理模块接收到显示屏数据之后，将数据分发到对应的数据锁存/驱动单元上去，当完整的一行数据占满所有的数据锁存/驱动单元时，数据接收处理模块打开该行数据对应的地址选择/驱动模块，打开该行像素开关，将各个数据锁存/驱动单元中的图像数据传输到像素上去，而后关闭该行地址选择/驱动模块，将图像数据锁定在像素上。按照相同的处理方式将后续数据显示到像素上去。

图3为视频图像源划分示意图。本文为了描述方便，将原图像的像素定义为2m行和2n列（m、n均为正整数），将奇数行和奇数列的像素依次取出组成子图像1，将偶数行和偶数列的像素依次取出组成子图像2，将偶数行和奇数列的像素依次取出组成子图像3，将奇数行和偶数列的像素依次取出组成子图像4。这样就将原图像划分成了四个m行n列的子图像。需要注意的是，子图像编号的定义并不仅限于前述的一种，偶数行偶数列定义为子图像1，偶数行奇数列定义为子图像2，奇数行奇数列定义为子图像3，奇数行偶数列定义为子图像4也是可以的，以及其他对于原图不重复且无遗漏的抽取方式都是可以的。

接下来会根据不同的子像素组合方式，给出其适用的动态子像素组合算法。

对于田字型的显示屏来说，每个像素由四个子像素组成，每个子像素块包含一种颜色分量，在这里有三种排布方式，一种是RGB排布，一种是RGBW排布，还有一种是RYYB排布，其中W代表像素的亮度，Y代表黄色颜色分量，R代表红色颜色分量，G代表绿色颜色分量，B代表蓝色颜色分量。其中，RGB排布是指每四个相邻的呈正方形的子像素块都应包含全部的RGB分量，其中有一种颜色分量会出现两次，出现两次的颜色分量可自行决定，且出现两次的颜色分量的子像素块是斜相邻的；RGBW排布是每四个相邻的呈正方形的子像素块均包含RGBW分量；RYYB排布是每四个相邻的呈正方形的子像素块均包含RYB分量，Y分量在斜相邻的位置出现两次。

对于RGB排布，以RGBG为例如图4_A－图4_D所示，将田字形m*n个像素的左上角第一个像素的四个子像素称作1_R、1_G、1_B、1_G,从左至右从上至下依此类推一直到右下角最后一个像素的四个子像素称作m*n_R、m*n_G、m*n_B、m*n_G，具体如图所示。将原图像一帧的时间分成四个子帧的时间。如图4_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的四个颜色分量RGBG显示在1_R、1_G、1_B、1_G上，将子图像1的P2像素的四个颜色分量RGBG显示在2_R、2_G、2_B、2_G上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的四个颜色分量RGBG显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B、m*n_G上。如图4_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的四个颜色分量RGBG显示在1_B、2_G、n+1_G、n+2_R上，将子图像2的P2像素的四个颜色分量RGBG显示在2_B、3_G、n+2_G、n+3_R上，依此类推。列尾和行尾的像素只显示两个颜色分量，如列尾的Pm*n-n+1只显示m*n-n+1_B、m*n-n+2_G， 最后右下角的Pm*n像素只显示一个颜色分量m*n_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示为和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这样相当于在显示屏上斜向右下移一个子像素的距离显示子图像2。如图4_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的四个颜色分量RGBG显示在1_G、1_B、n+1_R、n+1_G上，将子图像3的P2像素的四个颜色分量RGBG显示在2_G、2_B、n+2_R、n+2_G上，列尾的像素，如Pm*n-n+1只显示G和B两个颜色分量m*n-n+1_G、m*n-n+1_B依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的两个颜色分量GB显示在m*n_G、m*n_B、上，将显示屏中列头没有显示的子像素显示为和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这样相当于在显示屏上垂直下移一个子像素的距离显示子图像3。如图4_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的四个颜色分量RGBG显示在1_G、1_B、2_R、2_G上，将子图像4的P2像素的四个颜色分量RGBG显示在2_G、2_B、3_R、3_G上，行尾的像素，如Pn像素只显示G和B颜色分量n_G、n_B，依此类推一直到子图像4的Pm*n像素的两个颜色分量GB显示在m*n_G、m*n_B上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。这样相当于在显示屏上水平右移一个子像素的距离显示子图像4。每个像素的中心点位于四个子像素的正中心。如图4_E所示，子图像1的像素中心点为图中所有的d1，子图像2的像素中心点为图中所有的d2，子图像3的像素中心点为图中所有的d3，子图像4的像素中心点为图中所有的d4。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的显示屏上显示出2m*2n分辨率的显示效果。值得注意的是，上述各个子帧是和前文所述图像源拆分方式对应的，如果图像源拆分方式发生变化，各子帧对应的图像数据需要保持同样的变化。而且四个子图像显示的先后顺序也可以不同，只要保证每个子图像在一帧的时间里显示1/4帧的时间都是可以的。后续提到的不同子像素结构的动态子像素组合算法，都需要考虑这个问题，就不再一一赘述。

对于田字型RGBW排布方式，其中的W分量是一个亮度分量，相较于RGBG排布G分量出现两次的排布方式，显示效果会更好，画面会更加柔和。具体实施方式如下，如图5_A－图5_D所示，将田字形m*n个像素的左上角第一个像素的四个子像素称作1_R、1_G、1_B、1_W,从左至右从上至下依此类推一直到右下角最后一个像素的四个子像素称作m*n_R、m*n_G、m*n_B、m*n_W。将原图像一帧的时间分成四个子帧的时间。如图5_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的四个颜色分量RGBW显示在1_R、1_G、1_B、1_W上，将子图像1的P2像素的四个颜色分量RGBW显示在2_R、2_G、2_B、2_W上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的四个颜色分量RGBW显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B、m*n_W上。如图5_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的四个颜色分量RGBW显示在1_B、2_W、n+1_G、n+2_R上，将子图像2的P2像素的四个颜色分量RGBW显示在2_B、3_W、n+2_G、n+3_R上，依此类推，列尾和行尾的像素只显示两个颜色分量，如列尾的Pm*n-n+1只显示m*n-n+1_B、m*n-n+2_W， 最后右下角的Pm*n像素只显示一个颜色分量m*n_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这样相当于在显示屏上斜向右下移一个子像素的距离显示子图像2。如图5_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的四个颜色分量RGBW显示在1_W、1_B、n+1_R、n+1_G上，将子图像3的P2像素的四个颜色分量RGBW显示在2_W、2_B、n+2_R、n+2_G上，列尾的像素，如Pm*n-n+1只显示W和B两个颜色分量m*n-n+1_W、m*n-n+1_B依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的两个颜色分量WB显示在m*n_W、m*n_B上，将显示屏中列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这样相当于在显示屏上垂直下移一个子像素的距离显示子图像3。如图5_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的四个颜色分量RGBW显示在1_G、1_B、2_R、2_W上，将子图像4的P2像素的四个颜色分量RGBW显示在2_G、2_B、3_R、3_W上，行尾的像素，如Pn像素只显示G和B颜色分量n_G、n_B，依此类推一直到子图像4的Pm*n像素的两个颜色分量GB显示在m*n_G、m*n_B、上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这样相当于在显示屏上水平右移一个子像素的距离显示子图像4。每个像素的中心点位于四个子像素的正中心。如图5_E所示，子图像1的像素中心点为图中所有的d1，子图像2的像素中心点为图中所有的d2，子图像3的像素中心点为图中所有的d3，子图像4的像素中心点为图中所有的d4。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的田子型显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于田字型RYYB排布方式，其中的Y分量是黄色颜色分量。具体实施方式如下，如图6_A－图6_D所示，将田字形m*n个像素的左上角第一个像素的四个子像素称作1_R、1_Y、1_B、1_Y,从左至右从上至下依此类推一直到右下角最后一个像素的四个子像素称作m*n_R、m*n_Y、m*n_B、m*n_Y。将原图像一帧的时间分成四个子帧的时间。如图5_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的四个颜色分量RYYB显示在1_R、1_Y、1_B、1_Y上，将子图像1的P2像素的四个颜色分量RYYB显示在2_R、2_Y、2_B、2_Y上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的四个颜色分量RYYB显示在m*n_R、m*n_Y、m*n_B、m*n_Y上。如图6_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的四个颜色分量RYYB显示在1_B、2_Y、n+1_Y、n+2_R上，将子图像2的P2像素的四个颜色分量RYYB显示在2_B、3_Y、n+2_Y、n+3_R上，依此类推，列尾和行尾的像素只显示两个颜色分量，如列尾的Pm*n-n+1只显示m*n-n+1_B、m*n-n+2_Y，最后右下角的Pm*n像素只显示一个颜色分量m*n_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这相当于在显示屏上斜向右下移一个子像素的距离显示子图像2。如图6_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的四个颜色分量RYYB显示在1_Y、1_B、n+1_R、n+1_Y上，将子图像3的P2像素的四个颜色分量RYYB显示在2_Y、2_B、n+2_R、n+2_Y上，列尾的像素，如Pm*n-n+1只显示Y和B两个颜色分量m*n-n+1_Y、m*n-n+1_B依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的两个颜色分量Y和B显示在m*n_Y、m*n_B、上，将显示屏中列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这相当于在显示屏上垂直下移一个子像素的距离显示子图像3。如图6_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的四个颜色分量RYYB显示在1_Y、1_B、2_R、2_Y上，将子图像4的P2像素的四个颜色分量RYYB显示在2_Y、2_B、3_R、3_Y上，行尾的像素，如Pn像素只显示Y和B颜色分量n_Y、n_B，依此类推一直到子图像4的Pm*n像素的两个颜色分量Y和B显示在m*n_Y、m*n_B上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。这相当于在显示屏上水平右移一个子像素的距离显示子图像4。每个像素的中心点位于四个子像素的正中心。如图6_E所示，子图像1的像素中心点为图中所有的d1，子图像2的像素中心点为图中所有的d2，子图像3的像素中心点为图中所有的d3，子图像4的像素中心点为图中所有的d4。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的田子型显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于品字形的显示屏来说，每个像素由RGB三个子像素组成。如图7_A－图7_D所示，将品字形m*n个像素的显示屏左上角的第一个像素的三个子像素称作1_R、1_G、1_B,从左至右从上至下依此类推一直到右下角最后一个像素的三个子像素称作m*n_R、m*n_G、m*n_B。如图7_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、1_G、1_B上，将子图像1的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、2_B上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的三个颜色分量RGB显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B上。如图7_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、2_B上，将子图像2的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+3_R、3_G、n+3_B上，行尾最后一个P_n像素丢弃不显示，列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如Pm*n-n+1只显示两个颜色分量m*n-n+2_R、m*n-n+2_B，Pm*n-n+2只显示一个颜色分量m*n-n+3_G，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图7_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、n+1_B上，将子图像3的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+3_R、n+2_G、2_B上，行尾和列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如行尾的Pn像素只显示两个颜色分量2n_G、n_B，最右下角的Pm*n像素只显示一个颜色分量m*n_B，将显示屏中列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图7_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、1_B上，将子图像4的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、3_G、2_B上，行尾的像素，如Pn像素只显示B颜色分量在n_B上，依此类推一直到子图像4的Pm*n像素的B颜色分量显示在m*n_B上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的品字形显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于品字形另一种组合方式，如图8_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、1_G、1_B上，将子图像1的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、2_B上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的三个颜色分量RGB显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B上。如图8_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、n+1_B上，将子图像2的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+3_R、n+2_G、2_B上，行尾和列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如行尾的Pn像素只显示两个颜色分量2n_G、n_B，最右下角的Pm*n像素只显示一个颜色分量m*n_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图8_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的三个颜色分量RGB显示在n+1_R、1_G、n+1_B上，将子图像3的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、2_B上，列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如Pm*n-1像素只显示一个颜色分量m*n-1_G，Pm*n像素只显示两个颜色分量m*n_R、m*n_B，将显示屏中列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图8_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、1_B上，将子图像4的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、2_G、2_B上，行尾的像素，如Pn只显示G颜色分量和B颜色分量在n_G、n_B上，依此类推一直到子图像4的右下角的Pm*n像素的G颜色分量和B颜色分量显示在m*n_G和m*n_B上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的品字形显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于L形显示屏来说，每个像素由RGB三个子像素组成。如图9_A－图9_D所示，将L形m*n个像素的显示屏左上角的第一个像素的三个子像素称作1_R、1_G、1_B,从左至右从上至下依此类推一直到右下角最后一个像素的三个子像素称作m*n_R、m*n_G、m*n_B。如图9_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、1_G、1_B上，将子图像1的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、2_B上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的三个颜色分量RGB显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B上。如图9_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、n+1_B上，将子图像2的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+3_R、3_G、2_B上，行尾和列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如列尾的Pm*n-n+1像素只显示一个颜色分量m*n-n+2_R，P m*n-n+2像素只显示两个颜色分量m*n-n+3_G、m*n-n+2_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图9_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的三个颜色分量RGB显示在n+1_R、1_G、n+1_B上，将子图像3的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、2_B上，列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如Pm*n-n+1像素只显示一个颜色分量m*n-n+1_G，Pm*n-n+2像素只显示两个颜色分量m*n-n+2_R、m*n-n+2_B，将显示屏中列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图9_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、1_B上，将子图像4的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、3_G、2_B上，行尾的像素，如Pn像素只显示B颜色分量在n_B上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的L形显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于L形另一种组合方式，如图10_A－图10_D所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、1_G、1_B上，将子图像1的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、2_B上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的三个颜色分量RGB显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B上。如图10_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、n+1_B上，将子图像2的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+3_R、3_G、2_B上，行尾和列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如列尾的Pm*n-n+1像素只显示一个颜色分量m*n-n+2_R，P m*n-n+2像素只显示两个颜色分量m*n-n+3_G、m*n-n+2_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。如图10_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、n+1_B上，将子图像3的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+3_R、n+2_G、2_B上，行尾和列尾的像素只显示一个或两个颜色分量，如列尾的Pm*n-n+1像素只显示两个颜色分量m*n-n+2_R、m*n-n+1_G，P m*n-n+2像素只显示一个颜色分量m*n-n+2_B，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。如图10_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、1_B上，将子图像4的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、2_G、2_B上，行尾的像素如Pn像素只显示GB两个颜色分量在n_G、n_B上，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的L形显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于长条形显示屏来说，每个像素由RGB三个子像素组成。如图11_A－图11_D所示，将长条形m*n个像素的显示屏左上角的第一个像素的三个子像素称作1_R、1_G、1_B,从左至右从上至下依此类推一直到右下角最后一个像素的三个子像素称作m*n_R、m*n_G、m*n_B。如图11_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、1_G、1_B上，将子图像1的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、2_B上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的三个颜色分量RGB显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B上。如图11_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、n+1_B上，将子图像2的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、2_G、n+2_B上，行尾和列尾的像素中无法显示的颜色分量选择丢弃，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这样对显示效果并不会产生大的影响。如图11_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、n+1_G、1_B上，将子图像3的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、2_B上，列尾的像素将G颜色分量丢弃，依此类推显示，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图11_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、1_G、1_B上，将子图像4的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、2_G、2_B上，行尾的像素将R颜色分量丢弃，依此类推显示，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的长条形显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

对于长条形另一种组合方式，如图12_A所示，在第一个子帧的时间内，将子图像1的P1像素的三个颜色分量RGB显示在1_R、1_G、1_B上，将子图像1的P2像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、2_B上，依此类推一直到子图像1的Pm*n像素的三个颜色分量RGB显示在m*n_R、m*n_G、m*n_B上。如图12_B所示，在第二个子帧的时间内，将子图像2的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、n+2_G、n+1_B上，将子图像2的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、n+3_G、n+2_B上，剩余的依此类推显示，行尾和列尾的像素中无法显示的颜色分量选择丢弃，将显示屏中行头和列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图12_C所示，在第三个子帧的时间内，将子图像3的P1像素的三个颜色分量RGB显示在n+1_R、1_G、n+1_B上，将子图像3的P2像素的三个颜色分量RGB显示在n+2_R、2_G、n+2_B上，剩余的依此类推显示，列尾的像素将无法显示的颜色分量丢弃，将显示屏中列头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。如图12_D所示，在第四个子帧的时间内，将子图像4的P1像素的三个颜色分量RGB显示在2_R、2_G、1_B上，将子图像4的P2像素的三个颜色分量RGB显示在3_R、3_G、2_B上，依此类推显示，行尾的像素只显示B颜色分量，将显示屏中行头没有显示的子像素显示和就近子像素相等的颜色分量值，这对显示效果并不会产生大的影响。在一帧的时间里四个子帧的显示效果相叠加就可以得到原图像一帧的显示效果。这样就实现了在m行n列的长条形显示屏上显示出2m *2n分辨率的显示效果。

Claims (10)

1.一种提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，包含可支持多种分辨率和多种视频格式的驱动模块，缓存视频图像的数据存储模块，以及用来显示图像的显示模块；其中驱动模块将接收的每一帧原视频图像分解为四幅分辨率低于原视频图像的视频图像；显示模块的像素分辨率和分解后视频图像的分辨率保持一致，并在原视频图像一帧的时间内，将四幅分解的视频图像依照子像素单元不同的动态组合的方式显示到显示屏上；

显示模块包括多个硅基CMOS的子像素单元及其驱动电路，子像素单元上有光学调制层，光学调制层上有公共电极，每个子像素单元对应不同波长的光，相邻子像素单元组合在一起形成一个具有多波长的显示单元；相邻子像素单元的组合随着时间帧发生变化，在不同的时间帧里，多波长的多个显示单元具有不同的显示位置。

2.根据权利要求1所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，光学调制层为液晶、OLED、LED或量子点显示材料。

3.根据权利要求1所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，每个显示单元由多个对应不同波长的子像素单元组成；组成每个显示单元的子像素单元的数目和形状有多种。

4.根据权利要求1或3所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，每个时间帧时，每个显示单元由四个子像素单元组成为田字形的形状，四个子像素单元分别对应红、绿、蓝三种波长光及红、绿、蓝中任意一个颜色波长光，或对应为红、绿、蓝、白四种波长光。

5.根据权利要求1或3所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，每个时间帧时，每个显示单元由三个子像素单元组成为品字形、L形或长条形的形状，三个子像素单元分别对应红、绿、蓝三种波长光。

6.根据权利要求1所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，驱动模块包含支持子像素单元动态组合显示方式的数据管理模块和控制信号产生模块。

7.根据权利要求4所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，对于田字形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移一个子像素单元后显示在显示屏上；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移一个子像素单元后显示在显示屏上；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，右移并下移一个子像素单元后显示在显示屏上。

8.根据权利要求5所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，对于品字形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第二个视频图像中的显示单元和拆分的第一个视频图像中的显示单元具有部分重叠；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移同样的所述若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第三个视频图像中的显示单元和拆分的第一个视频图像中的显示单元具有部分重叠；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，下移并右移同样的所述若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第四个视频图像中的显示单元和拆分的第二个视频图像以及拆分的第三个视频图像中的显示单元具有部分重叠。

9.根据权利要求5所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，对于L形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第二个视频图像中的显示单元和拆分的第一个视频图像中的显示单元具有部分重叠；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移同样的所述若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第三个视频图像中的显示单元和拆分的第一个视频图像中的显示单元具有部分重叠；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，下移并右移同样的所述若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第四个视频图像中的显示单元和拆分的第二个视频图像以及第三个视频图像中的显示单元具有部分重叠。

10.根据权利要求5所述的提高显示分辨率的视频显示系统，其特征是，对于长条形形状的子像素单元动态组合显示时，在输入的原视频图像时间内，将其中拆分的第一个四分之一视频图像，完整显示在显示屏上；将其中拆分的第二个四分之一视频图像，右移若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第二个视频图像中的显示单元和拆分的第一个视频图像中的显示单元具有部分重叠；将其中拆分的第三个四分之一视频图像，下移同样的所述若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第三个视频图像中的显示单元和拆分的第一个视频图像中的显示单元具有部分重叠；将其中拆分的第四个四分之一视频图像，下移并右移同样的所述若干个子像素单元后显示在显示屏上，且拆分的第四个视频图像中的显示单元和拆分的第二个视频图像以及第三个视频图像中的显示单元具有部分重叠。