CN102254520A

CN102254520A - 基于图像分割的电子纸的驱动方法

Info

Publication number: CN102254520A
Application number: CN2011102045338A
Authority: CN
Inventors: 林志贤; 郭太良; 姚剑敏; 叶芸; 徐胜; 张永爱; 杨倩; 杜世远; 吴美芬
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明公开一种基于图像分割的电子纸的驱动方法，该电子纸包括控制器、切换电路、行选通单元、列选通单元、锁存器、译码电路，其特征在于，该方法包括比较待显示图像数据与正在显示图像数据；当两图像数据一致性大于1/2时，采用局部更新法；当两图像数据一致性小于1/2时，采用整体更新法。通过硬件与软件相互结合的设计方法，对显示屏进行不同的驱动和显示，采用的硬件设计占用较少的资源，可以有效地降低系统的功耗。

Description

基于图像分割的电子纸的驱动方法

技术领域

本发明涉及显示器驱动技术领域，特别是一种基于图像分割的电子纸的驱动方法。

背景技术

电子纸也称数字纸(Digital Paper)，是一种新型的电子显示设备，在直观上可以理解为“像纸一样薄、柔软、可擦写的显示器”。电子纸可视性良好、功耗低、信息更新能力强、携带方便、制造低廉、无电磁辐射，是一种十分有潜力的新型显示技术。电子纸可被广泛应用于印刷与复制、显示与展示、教学与书籍阅读以及信息传播等领域。

电子纸的发展前景十分广阔。尽管有些技术还未完全成熟，但用电子纸来代替普通纸张和传统显示器己不再是梦想，由电子纸构成的相关产品出现在人们日常的生活中也不会遥远。随着彩色显示、响应时间等问题的解决，电子纸的进一步研究发展必定会给显示产业带来一个重大的冲击。

但是现有的电子纸由于需要独立电源供电，而电子纸本身的功耗也比较大，因此，如何降低功耗是一个关键的问题。本发明采取的驱动方案，可以有效地降低整个系统的功耗，尤其是显示屏上的功耗，并且占用资源少，易于实现。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种基于图像分割的电子纸的驱动方法，该电子纸包括控制器、切换电路、行选通单元、列选通单元、锁存器、译码电路，其特征在于，该方法包括比较待显示图像数据与正在显示图像数据；当两图像数据一致性大于1/2时，采用局部更新法；当两图像数据一致性小于1/2时，采用整体更新法。

在本发明已较佳实施例中，所述比较待显示图像数据与正在显示图像数据包括以下步骤：将图像分成N×N个单元，每个单元大小为m×m；对每一个小单元进行投影处理，包括水平投影处理和垂直投影处理；提供三个数组，其中数组1用以存储正在显示的图像的投影处理结果；数组2存储将要显示的图像数据的投影处理结果，数组的前半部分存储水平投影值，后半部分存储垂直投影值；比较数组1和数组2，将比较结果不同的单元的行和列的索引值存入数组3。

在本发明已较佳实施例中，所述索引值计算方法为：将需要存储的单元除以N,所得的商为行索引，余数为列索引。

在本发明已较佳实施例中，当数组3的非零值的个数大于（N×N）/2时，采用局部更新法；当数组3的非零值的个数小于（N×N）/2时，采用整体更新法。

在本发明已较佳实施例中，所述局部更新法为：当图像一致性大于1/2时，根据需要刷新单元的索引译码选中特定的列驱动芯片，此时列驱动芯片的数据统一由控制器先送入锁存器，再由锁存器将数据送入特定的列驱动部分。

在本发明已较佳实施例中，所述整体更新法为：控制器输出的数据直接送给列驱动芯片，列驱动芯片以级联的方式相连，当一行的数据全部传送完成后，选中这一行从而进行显示。

本发明是基于一种图像分割的方法将显示的图像进行预判断和预处理，通过硬件与软件相互结合的设计方法，对显示屏进行不同的驱动和显示，采用的硬件设计占用较少的资源，可以有效地降低系统的功耗，软件算法易于实现且不会增加处理时间，在保证电子纸视觉效果的基础上，有效的降低了整个系统的功耗，也符合当今社会环保节能的理念。

附图说明

图1 是本发明的基于图像分割的电子纸驱动方案的整体设计框图。

图2 是本发明的基于图像分割的电子纸驱动方案的硬件设计框图。

图3是本发明的将显示屏分成N×N个单元（此处N=5）以及每个单元的行列索引示意图。

图4是本发明的基于图像分割的电子纸驱动方案的软件设计框图。

图5是本发明的整个软件设计的流程图。

图6是本发明的说明投影原理的示例图片。

图7是本发明的对示例图片的水平投影结果

图8是本发明的对示例图片的垂直投影结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明公开一种基于图像分割的电子纸的驱动方法，其中该电子纸包括控制器、切换电路、行选通单元、列选通单元、锁存器、译码电路，该方法包括比较待显示图像数据与正在显示图像数据；当两图像数据一致性大于1/2时，采用局部更新法；当两图像数据一致性小于1/2时，采用整体更新法。

请参考图1，为基于图像分割的电子纸驱动方案的整体设计框图，整个方案采用硬件与软件相互结合的方案实现对电子纸的驱动。控制器负责对数据进行接收和处理，数据存储部分包含两片SRAM,一片SRAM存储将要显示图像的数据，另一片SRAM存储处理好的正在显示的图像的数据。列控制部分可以分为传统控制部分以及特定单元控制部分：当图像一致性小于1/2时，选择用传统的控制部分，即专用的列驱动芯片以级联的方式传送数据；当图像一致性大于1/2时，根据将要驱动单元的索引译码选中特定的列驱动芯片，此时列驱动芯片的数据统一由CPLD先送入锁存器，例如74HC373,再由锁存器将数据送入特定的列控制部分。

（1）硬件设计

请参考图2，为基于图像分割的电子纸驱动方案的硬件设计框图，主要包括行选通部分、列选通部分、锁存器部分、译码部分以及切换电路部分。

切换电路负责对驱动方式的切换，当图像一致性小于1/2时，采取传统的驱动方案，此时，关闭锁存器部分，译码部分输出全部为低电平，从而选中所有的列驱动芯片；当图像一致性大于1/2时，采取只驱动特定单元的驱动方案，此时，选通锁存器使其工作，而控制器与列驱动芯片的数据发送端需要置为高阻，使其无效。

当图像一致性大于1/2时，采取只驱动特定单元的驱动方案如图所示：首先将显示屏分成N×N个单元，每个单元的行列索引如图3所示，当我们需要驱动某一单元时，控制器会将这个单元所在的行和列的索引送入行列控制部分。将列索引接入译码控制部分，译码电路的的输出端连接每一个列驱动芯片的片选引脚，通过译码使得我们选中我们需要选择的列驱动芯片，而关闭其他的列驱动芯片的片选使能位。行译码的部分实际上是由控制器完成，根据行索引的值驱动之后的m-1行。此时的数据部分则是先由控制器送入锁存器中，由于此时的每一片的列驱动芯片的数据端并联接到了锁存器上，因此，可以由锁存器将数据送入被选中的列驱动芯片。

当图像一致性小于1/2时，采取传统的驱动方案如图所示：控制器输出的数据直接送给专用列驱动芯片，列驱动芯片以级联的方式相连，当一行的数据全部传送完成后，选中这一行从而进行显示。

（2）软件设计

基于图像分割的电子纸驱动方案的软件设计框图如图4所示，整个系统包括投影处理和比较部分、行列索引部分、数据存储部分以及驱动方案选择部分。

当控制器需要刷新图像时，将图像分成N×N个单元，每个单元大小为m×m，然后对每一个小单元进行投影处理。投影处理包括水平投影处理和垂直投影处理。在中央控制器中设定三个数组，数组1存储正在显示的图像的投影处理结果，数组2存储将要显示的图像数据的投影处理结果，数组的前半部分存储水平投影值，后半部分存储垂直投影值，如图所示，通过比较数组1和数组2，将显示屏上需要刷新的区域（即比较结果不同的区域）的行和列的索引值存入数组3，此处行和列的索引的计算方法如下：例如，我们需要存储第s个单元的行列索引，用S÷N,所得的商为行索引，余数为列索引。然后将数组2的值赋给数组3，以供下一场图像的处理和比较。通过判断数组3的非零值的个数来决定是采用传统的驱动方案或是采用单独驱动改变部分的方案：当非零值的个数大于（N×N）/2,则采用单独驱动改变部分的方案，输出使能锁存器的信号，将索引结果送入译码电路；当非零值的个数小于（N×N）/2,则采用传统的驱动方案。需要注意的是：在开始处理之前，需要对数组2和数组3进行清零操作。整个软件设计的流程图如图5所示。

本设计对图像的处理采用投影处理的方案，图像投影技术已经广泛应用于一些图像的识别中，例如人体的骨架识别等，原因是因为一副图像的水平投影和垂直投影可以代表一个图像的本质属性并且其算法易于简单且易于实现。水平投影是将图像的每一行的像素灰度值进行相加并求其平均值，垂直投影是对图像的每一列上像素的灰度值进行相加并求其平均值。如图7和图8所示就是对图6所示的衣服图像的投影结果。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于图像分割的电子纸的驱动方法，该电子纸包括控制器、切换电路、行选通单元、列选通单元、锁存器、译码电路，其特征在于，该方法包括比较待显示图像数据与正在显示图像数据；当两图像数据一致性大于1/2时，采用局部更新法；当两图像数据一致性小于1/2时，采用整体更新法。

2.根据权利要求1所述的基于图像分割的电子纸的驱动方法，其特征在于，所述比较待显示图像数据与正在显示图像数据包括以下步骤：将图像分成N×N个单元，每个单元大小为m×m；对每一个小单元进行投影处理，包括水平投影处理和垂直投影处理；提供三个数组，其中数组1用以存储正在显示的图像的投影处理结果；数组2存储将要显示的图像数据的投影处理结果，数组的前半部分存储水平投影值，后半部分存储垂直投影值；比较数组1和数组2，将比较结果不同的单元的行和列的索引值存入数组3。

3.根据权利要求2所述的基于图像分割的电子纸的驱动方法，其特征在于，所述索引值计算方法为：将需要存储的单元除以N,所得的商为行索引，余数为列索引。

4.根据权利要求3所述的基于图像分割的电子纸的驱动方法，其特征在于，当数组3的非零值的个数大于（N×N）/2时，采用局部更新法；当数组3的非零值的个数小于（N×N）/2时，采用整体更新法。

5.根据权利要求2所述的基于图像分割的电子纸的驱动方法，其特征在于，所述局部更新法为：当图像一致性大于1/2时，根据需要刷新单元的索引译码选中特定的列驱动芯片，此时列驱动芯片的数据统一由控制器先送入锁存器，再由锁存器将数据送入特定的列驱动部分。

6.根据权利要求2所述的基于图像分割的电子纸的驱动方法，其特征在于，所述整体更新法为：控制器输出的数据直接送给列驱动芯片，列驱动芯片以级联的方式相连，当一行的数据全部传送完成后，选中这一行从而进行显示。