CN110889849B - 一种电子纸黑白刷新时间测算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子纸黑白刷新时间测算方法，包括视频图像的采集、预处理、灰度转化、小波包去噪以及刷新时间的测算判定，该方法能大幅减少图像的处理计算量，利用将电子纸转换刷新过程中的闪烁部分进行灰度值取零，再用图像灰度均值的大小判断颜色，避免了闪烁的灰度均值干扰了颜色变化点的获取，对图像进行去噪也使数据更加精准，从而实现对颜色变化点的精准快速获取及刷新时间的计算，在保证准确率的同时测算快速便捷，能有效迅速地反映电子纸的刷新性能。

Description

一种电子纸黑白刷新时间测算方法
技术领域
本发明涉及一种视频图像变化点的监测技术，特别是一种电子纸黑白刷新时间测算方法。
背景技术
随着现代社会科技的发展，电子纸已经成为一种不可或缺的信息显示载体，具备良好的双稳态特性，在静态显示时，其耗电量极低，是一种具备节能环保特色的显示技术，但在实际当中，电子纸的性能检测较为复杂，不能有效地对其进行测算研究也成为了阻碍电子纸发展及推广的主要因素，因此，对电子纸进行刷新速率的检测，有助于电子纸性能的衡量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种准确、便捷的电子纸黑白刷新时间测算方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电子纸黑白刷新时间测算方法，其特征在于其方法如下：
(1)、采用摄影显微镜在无自然光的环境中拍摄采集电子纸从白色刷新到白色的DW视频以及白色刷新到黑色的WB视频。
(2)、对采集的DW视频和WB视频进行预处理，将DW视频和WB视频的初始部分进行裁除，并选取电子纸屏幕表面无花乱的单位像素格，且不含单位像素格的边界。
(3)、对DW视频和WB视频的每一帧图像进行灰度化处理，消除图像色调和饱和度信息的同时保留亮度，实现将RGB图像或彩色图转换为灰度图像。
(4)、对灰度化后的DW视频和WB视频的每一帧图像进行小波包去噪处理。
(5)、将去噪后的图像进行刷新判定，选出DW视频和WB视频处于刷新时间段的帧数图像，并进行标记赋值，得出DW视频和WB视频开始刷新的第一个颜色变化点以及刷新结束的第二个颜色变换点。
(6)、通过DW视频和WB视频的帧速、第一个颜色变化点以及第二个颜色变换点的帧数计算出视频刷新时间。
所述步骤3中的灰度化处理的像素格灰度变换公式为：
GR＝0.2989R+0.5870G+0.1140B。
每一帧的灰度值公式为：
Figure BDA0002313634910000021
其中，
GR为像素格的灰度值。
R为图像红色分量。
G为图像绿色分量。
B为图像蓝色分量。
m为像素格的总数。
n为像素格的视频总帧数。
Y为图像的灰度值。
所述步骤5中的DW视频的刷新判定公式如下：
Figure BDA0002313634910000031
WB视频刷新判定公式如下：
Figure BDA0002313634910000032
其中，
w为白色灰度界限。
b为黑色灰度界限。
所述白色灰度界限w的至为100，所述黑色灰度界限b为5.25。
所述步骤6中的视频刷新时间计算公式为：
Figure BDA0002313634910000033
其中，
T为视频刷新时间。
L为第二个颜色变换点的帧数。
F为第一个颜色变化点的帧数。
S为视频帧速。
本发明的有益效果是：本发明能大幅减少图像的处理计算量，利用将电子纸转换刷新过程中的闪烁部分进行灰度值取零，再用图像灰度均值的大小判断颜色，避免了闪烁的灰度均值干扰了颜色变化点的获取，对图像进行去噪也使数据更加精准，从而实现对颜色变化点的精准快速获取及刷新时间的计算，在保证准确率的同时测算快速便捷，能有效迅速地反映电子纸的刷新性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的方法流程图；
图2为DW视频无处理的灰度值变化图；
图3为DW视频处理后的灰度值变化图；
图4为DW视频的特征值提取图；
图5为WB视频无处理的灰度值变化图；
图6为WB视频处理后的灰度值变化图；
图7为WB视频的特征值提取图。
具体实施方式
参照图1，一种电子纸黑白刷新时间测算方法，其特征在于其方法如下：
(1)、采用摄影显微镜在无自然光的环境中拍摄采集电子纸从白色刷新到白色的DW视频以及白色刷新到黑色的WB视频，调整摄影显微镜的放大倍数，令图像画面能看清电子纸的单位像素格，减小测算时间的误差。
(2)、对采集的DW视频和WB视频进行预处理，将DW视频和WB视频的初始部分进行裁除，并选取电子纸屏幕表面无花乱的单位像素格，且不含单位像素格的边界，令像素格的黑色边界不会影响计算数据的准确性，所述初始部分为视频的前1-2秒的视频图像。
(3)、对DW视频和WB视频的每一帧图像进行灰度化处理，灰度图像每个像素只需一个字节存放灰度值，灰度范围为0-255，消除图像色调和饱和度信息的同时保留亮度，实现将RGB图像或彩色图转换为灰度图像。灰度化处理的像素格灰度变换公式为：
GR＝0.2989R+0.5870G+0.1140B。
其中，GR为像素格的灰度值。R为图像红色分量。G为图像绿色分量。B为图像蓝色分量。
每一帧的灰度值公式为：
Figure BDA0002313634910000051
其中，m为像素格的总数。n为像素格的视频总帧数。Y为图像的灰度值，将视频的每一帧转为灰度图像，灰度图不含色彩信息，图像处理计算量也相应大幅减少，方便后续计算
(4)、对灰度化后的DW视频和WB视频的每一帧图像进行小波包去噪处理，是将图像投影到小波包基上，获取一系列系数，再用这一系列系数反映图像信号特征，本实施例中是将图像放入MATLAB中调用小波包函数wpdencmp进行处理，包含小波包的尺度函数：
Figure BDA0002313634910000052
小波包的小波函数：
Figure BDA0002313634910000053
其中x变量使Φ(x)为一个子空间(在本实例中为一个像素格)的标准正交基，k属于所有整数组成的集合，即所有像素格的灰度值。定义函数{Ψ(x)}为尺度函数Φ(x)的小波包,其中hk和δk是多分辨率分析中的滤波器系数，其中{hk}∈l2、{δk}∈l2，且δk＝(-l)kh(l-k)，l为空间长度，即像素，在本实例中白色刷白色(DW视频)为40，白色刷黑色(WB视频)为44；小波包基库由许多小波包基构成，而不同的小波包基具有不同的性质，可反映出信号的不同特征，本实例中采用的是sym4小波函数，是一种近似对称的小波函数，对db函数进行的改进，其支持小波的最小不对称性，同时为支持的宽度去掉最高点，其支持的宽度为2N-1，滤波器的长度为2N，而且相关的缩放过滤器与线性相位滤波器相近，所以选取该小波函数来去噪，DW视频和WB视频的图像放入MATLAB中调用小波包函数wpdencmp即可进行去噪处理，去噪效果参照参照图2、图3、图5和图6。
(5)、参照图4和图7，将去噪后的图像进行刷新判定，选出DW视频和WB视频处于刷新时间段的帧数图像，并进行标记赋值，得出DW视频和WB视频开始刷新的第一个颜色变化点以及刷新结束的第二个颜色变换点。DW视频的刷新判定公式如下：
Figure BDA0002313634910000061
WB视频刷新判定公式如下：
Figure BDA0002313634910000062
其中，w为白色灰度界限。b为黑色灰度界限。
在本实施例中，所述白色灰度界限w的至为100，所述黑色灰度界限b为5.25，然后对DW视频和WB视频的每一帧图像进行刷新判定，得出第一个颜色变化点以及第二个颜色变换点，利用将电子纸转换刷新过程中的闪烁部分进行灰度值取零，再用图像灰度均值的大小判断颜色，避免了闪烁的灰度均值干扰了颜色变化点的获取
(6)、通过DW视频和WB视频的帧速、第一个颜色变化点以及第二个颜色变换点的帧数计算出视频刷新时间，视频刷新时间计算公式为：
Figure BDA0002313634910000063
其中，T为视频刷新时间，L为第二个颜色变换点的帧数。F为第一个颜色变化点的帧数，S为视频帧速，上述视频特征值均能在刷新判定后的特征值提取图获取(参照图4和图7)，得出视频刷新时间。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (4)

1.一种电子纸黑白刷新时间测算方法，其特征在于其方法如下：
（1）、采用摄影显微镜在无自然光的环境中拍摄采集电子纸从白色刷新到白色的DW视频以及白色刷新到黑色的WB视频；
（2）、对采集的DW视频和WB视频进行预处理，将DW视频和WB视频的初始部分进行裁除，并选取电子纸屏幕表面无花乱的单位像素格，且不含单位像素格的边界；
（3）、对DW视频和WB视频的每一帧图像进行灰度化处理，消除图像色调和饱和度信息的同时保留亮度，实现将RGB图像或彩色图转换为灰度图像；
（4）、对灰度化后的DW视频和WB视频的每一帧图像进行小波包去噪处理；
（5）、将去噪后的图像进行刷新判定，选出DW视频和WB视频处于刷新时间段的帧数图像，并进行标记赋值，得出DW视频和WB视频开始刷新的第一个颜色变化点以及刷新结束的第二个颜色变化点；
（6）、通过DW视频和WB视频的帧速、第一个颜色变化点以及第二个颜色变化点的帧数计算出视频刷新时间；
所述步骤6中的视频刷新时间计算公式为：
Figure 815071DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
T为视频刷新时间；
L为第二个颜色变化点的帧数；
F为第一个颜色变化点的帧数；
S为视频帧速。
2.根据权利要求1所述的电子纸黑白刷新时间测算方法，其特征在于所述步骤3中的灰度化处理的像素格灰度变换公式为：
Figure 188283DEST_PATH_IMAGE002
；
每一帧的灰度值公式为：
Figure 52334DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，
GR为像素格的灰度值；
R为图像红色分量；
G为图像绿色分量；
B为图像蓝色分量；
m为像素格的总数；
n为像素格的视频总帧数；
Y为图像的灰度值。
3.根据权利要求2所述的电子纸黑白刷新时间测算方法，其特征在于所述步骤5中的DW视频的刷新判定公式如下：
Figure 132286DEST_PATH_IMAGE004
；
WB视频刷新判定公式如下：
Figure 548223DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
w为白色灰度界限；
b为黑色灰度界限。
4.根据权利要求3所述的电子纸黑白刷新时间测算方法，其特征在于所述白色灰度界限w的至为100，所述黑色灰度界限b为5.25。
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基于RK2818的电泳电子纸驱动系统设计;易子川 等;《华南师范大学学报(自然科学版)》;第50卷(第4期);第1-2页 *

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