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。

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.

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。

电润湿电子纸显示灰度等级不足且由于油墨回流现象造成图像对比度下降而显示效果不佳。本文针对电润湿显示提出一种基于像素邻域灰度信息的误差扩散算法。首先, 通过直方图均衡处理提高图像对比度, 然后在经典误差扩散算法基础上, 根据图像当前像素邻域平均灰度, 像素与邻域平均灰度差异以及邻域灰度相似性对原固定阈值调节。实验结果表明, 直方图均衡处理加上改进后算法相较于传统误差扩散算法, 图像评价指标PSNR值、SSIM值和UIQI值分别提高了约0.3~0.5 dB, 0.03~0.04, 0.02~0.04。最终在电润湿电子纸上显示的图像质量有大部分提高, 细节层次更丰富, 且保留了图像边缘。

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。