1 福州大学物理与信息工程学院, 福建 福州 350116
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福建 福州 350116
3 福州大学先进制造学院, 福建 泉州 362200
当图像直方图为单峰时,传统大津法检测电润湿显示器缺陷时容易得到错误的结果,一些改进方法在缺陷处颜色深浅不一,且在背景与缺陷对比度较小的情况下分割结果不稳定。针对上述问题,提出了一种改进的最大类间方差法。为了提高直方图峰值与非峰值范围的差异,更好地提取峰值信息,在目标方差前添加了一个随灰度直方图梯度累积量增大而减小的权值,以保证本方法得到的阈值在单峰情况下始终处于单峰左侧。实验结果表明,相比大津法,本方法在多种应用场景下的平均误分类值降低了0.4781,平均缺陷分割率提高了0.6795;且本方法能成功分割出电润湿显示器缺陷和多种类型的缺陷,在缺陷与背景对比度较低时的分割效果更好。
图像处理 电润湿显示器 大津法 对比度 梯度累积量 缺陷检测 激光与光电子学进展
2021, 58(12): 1210003
1 福州大学平板显示技术国家地方联合工程实验室, 福建 福州 350116
2 福州大学物理与信息工程学院, 福建 福州 350116
3 华南师范大学, 华南先进光电子研究所, 广东省光信息材料与技术重点实验室, 广东 广州 510006
针对像素缺陷影响电润湿电子纸的显示效果, 本文提出一种基于 Otsu的自动阈值检测方法对缺陷进行检测。 Otsu是一种常用的自动阈值方法, 在图像直方图为双峰时, 该方法能给出令人满意的结果。但是电润湿缺陷图像直方图通常为单峰, 容易得到错误的结果。电润湿由于不同颜色的填充油墨使得缺陷与背景对比度不同, 导致分割更加困难。本文在目标方差前引入加权系数, 权值随着缺陷的累积概率的增大而减小。权值在阈值过峰前保持较大的数值, 过峰后权值降低, 保证了阈值在单峰情况下始终处于峰的左边。实验结果表明: 本文提出的方法能够有效分割电润湿缺陷区域, 尤其在对比度较低的电润湿缺陷图像中比 Otsu、VE、WOV和熵加权方法的 ME值更接近 0, 有更好的分割效果。
电润湿电子纸 图像处理 机器视觉 缺陷分割 最大类间方差法 electrowetting display image processing machine vision defect segmentation Otsu method
1 福州大学 平板显示技术国家地方联合工程实验室, 福州 350116
2 福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350116
3 华南师范大学 华南先进光电子研究院 广东省光信息材料与技术重点实验室, 广州 510006
针对反射式电润湿显示器在不同环境光下, 对显示器上内容的清晰度、对比度的影响, 提出一种保留相邻灰度人眼视觉响应差的亮度校正方法.该方法保证其它环境光下的人眼对相邻灰度的响应差与参考环境光下的响应差一致.同时为实现电润湿显示器的精准调制, 将校正后的亮度进行二次校正, 非线性校正.采用本文方法校正后的电压与亮度曲线的关系更接近线性, 提高了电润湿显示器对比度, 增加图像细节, 优化了显示效果.
电润湿电子纸 不同环境光 人眼视觉 非线性 亮度校正 Electrowetting display Dynamic ambient light Human visual system Non-linear Brightness correction
1 福州大学物理与信息工程学院, 福建福州 350116
2 华南师范大学广东省光信息材料与技术重点实验室, 广东广州 510006
为了实现电润湿电子纸显示器实时播放视频, 本文设计了 DVI视频图像编解码系统加上 FPGA时序控制的显示驱动系统。DVI系统负责获取信号源并进行图像编解码, FPGA负责视频图像数据的缓存处理以及驱动波形的控制。本文提出的多灰度动态对称驱动波形, 可改善油墨分裂现象, 并且在增加灰度等级的同时抑制电荷捕获现象。实验表明: 该系统成功改善了油墨分裂、电荷捕获等问题, 成功驱动 1024×768分辨率的电润湿显示器跟随 PC端进行实时视频播放, 视频的帧率达到 60帧/秒, 像素的最高灰度达到 15阶, 满足电润湿电子纸动态显示视频的要求。
电润湿电子纸 显示驱动系统 实时 electrowetting display display driving system real-time FPGA FPGA DVI DVI
反射显示具有超低功耗、高照度条件下易读性好、易于实现柔性、价格低廉等特点, 广泛应用于各显示领域, 包括电子纸、电子指示牌、电子货架标签、可穿戴显示等。特别是户外环境下使用的显示器件, 对低功耗、高照度条件下易读性等有着显著的需求, 因而反射类显示得到了快速的发展。为了更好地进行反射类显示的技术开发与推广, 本文系统分析了3种主流的反射类显示技术, 详细地阐述了3种主流反射类显示核心技术、显示原理与方案, 并从显示从业者的角度对反射类显示技术的开发现状及发展进行了思考。
反射显示 液晶显示 电润湿显示 电泳显示 reflective display liquid crystal display electrowetting display electrophoretic display
福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州 350100
为了解决电润湿电子纸显示器存在的视频闪烁、电荷泄露问题以及实现电润湿多灰度动态显示, 本文针对电润湿电子纸显示器研究设计了一套驱动系统。首先, 根据完整的电润湿电子纸驱动系统必须具备的功能, 提出了嵌入式+现场可编程门阵列(FPGA)的驱动系统架构, 其中嵌入式平台可以对视频源进行实时图像处理, FPGA根据接收到的处理后的数据进行相应的时序控制。接着, 采用现有电泳电子纸的源栅驱动芯片作为电润湿电子纸的驱动芯片。最后, 本文提出了不等子帧和复位帧的概念用以解决视频闪烁和电荷泄露问题从而更好地实现多灰度显示。实验结果表明: 该驱动系统成功解决了电润湿视频闪烁、电荷泄露以及多灰度显示等问题, 使电润湿电子纸的视频刷新率达到30 Hz, 像素最高灰度可以达到16灰阶并且在该灰度下的电润湿反射率接近60%。整个驱动系统基本满足了多灰度动态显示。
电润湿电子纸 驱动系统 多灰度动态 视频闪烁 电荷泄露 electrowetting display driving system multi grayscale dynamics video flashing charge leakage