專利名稱：基于圖像分割的電子紙的驅動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示器驅動技術領域，特別是一種基于圖像分割的電子紙的驅動方法。
背景技術：
電子紙也稱數(shù)字紙(Digital Paper)，是一種新型的電子顯示設備，在直觀上可以理解為“像紙一樣薄、柔軟、可擦寫的顯示器”。電子紙可視性良好、功耗低、信息更新能力強、攜帶方便、制造低廉、無電磁輻射，是一種十分有潛力的新型顯示技術。電子紙可被廣泛應用于印刷與復制、顯示與展示、教學與書籍閱讀以及信息傳播等領域。電子紙的發(fā)展前景十分廣闊。盡管有些技術還未完全成熟，但用電子紙來代替普通紙張和傳統(tǒng)顯示器己不再是夢想，由電子紙構成的相關產(chǎn)品出現(xiàn)在人們?nèi)粘５纳钪幸膊粫b遠。隨著彩色顯示、響應時間等問題的解決，電子紙的進一步研究發(fā)展必定會給顯示產(chǎn)業(yè)帶來一個重大的沖擊。但是現(xiàn)有的電子紙由于需要獨立電源供電，而電子紙本身的功耗也比較大，因此， 如何降低功耗是一個關鍵的問題。本發(fā)明采取的驅動方案，可以有效地降低整個系統(tǒng)的功耗，尤其是顯示屏上的功耗，并且占用資源少，易于實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術方案一種基于圖像分割的電子紙的驅動方法，該電子紙包括控制器、切換電路、行選通單元、列選通單元、鎖存器、譯碼電路，其特征在于，該方法包括比較待顯示圖像數(shù)據(jù)與正在顯示圖像數(shù)據(jù)；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性大于 1/2時，采用局部更新法；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性小于1/2時，采用整體更新法。在本發(fā)明已較佳實施例中，所述比較待顯示圖像數(shù)據(jù)與正在顯示圖像數(shù)據(jù)包括以下步驟將圖像分成NXN個單元，每個單元大小為mXm ；對每一個小單元進行投影處理，包括水平投影處理和垂直投影處理；提供三個數(shù)組，其中數(shù)組1用以存儲正在顯示的圖像的投影處理結果；數(shù)組2存儲將要顯示的圖像數(shù)據(jù)的投影處理結果，數(shù)組的前半部分存儲水平投影值，后半部分存儲垂直投影值；比較數(shù)組1和數(shù)組2，將比較結果不同的單元的行和列的索引值存入數(shù)組3。在本發(fā)明已較佳實施例中，所述索引值計算方法為將需要存儲的單元除以N，所得的商為行索引，余數(shù)為列索引。在本發(fā)明已較佳實施例中，當數(shù)組3的非零值的個數(shù)大于(NXN)/2時，采用局部更新法；當數(shù)組3的非零值的個數(shù)小于(NXN)/2時，采用整體更新法。在本發(fā)明已較佳實施例中，所述局部更新法為當圖像一致性大于1/2時，根據(jù)需要刷新單元的索引譯碼選中特定的列驅動芯片，此時列驅動芯片的數(shù)據(jù)統(tǒng)一由控制器先送入鎖存器，再由鎖存器將數(shù)據(jù)送入特定的列驅動部分。在本發(fā)明已較佳實施例中，所述整體更新法為控制器輸出的數(shù)據(jù)直接送給列驅動芯片，列驅動芯片以級聯(lián)的方式相連，當一行的數(shù)據(jù)全部傳送完成后，選中這一行從而進行顯不。本發(fā)明是基于一種圖像分割的方法將顯示的圖像進行預判斷和預處理，通過硬件與軟件相互結合的設計方法，對顯示屏進行不同的驅動和顯示，采用的硬件設計占用較少的資源，可以有效地降低系統(tǒng)的功耗，軟件算法易于實現(xiàn)且不會增加處理時間，在保證電子紙視覺效果的基礎上，有效的降低了整個系統(tǒng)的功耗，也符合當今社會環(huán)保節(jié)能的理念。


圖1是本發(fā)明的基于圖像分割的電子紙驅動方案的整體設計框圖。圖2是本發(fā)明的基于圖像分割的電子紙驅動方案的硬件設計框圖。圖3是本發(fā)明的將顯示屏分成NXN個單元(此處N=5)以及每個單元的行列索引示意圖。圖4是本發(fā)明的基于圖像分割的電子紙驅動方案的軟件設計框圖。圖5是本發(fā)明的整個軟件設計的流程圖。圖6是本發(fā)明的說明投影原理的示例圖片。圖7是本發(fā)明的對示例圖片的水平投影結果圖8是本發(fā)明的對示例圖片的垂直投影結果。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明公開一種基于圖像分割的電子紙的驅動方法，其中該電子紙包括控制器、 切換電路、行選通單元、列選通單元、鎖存器、譯碼電路，該方法包括比較待顯示圖像數(shù)據(jù)與正在顯示圖像數(shù)據(jù)；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性大于1/2時，采用局部更新法；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性小于1/2時，采用整體更新法。請參考圖1，為基于圖像分割的電子紙驅動方案的整體設計框圖，整個方案采用硬件與軟件相互結合的方案實現(xiàn)對電子紙的驅動。控制器負責對數(shù)據(jù)進行接收和處理，數(shù)據(jù)存儲部分包含兩片SRAM，一片SRAM存儲將要顯示圖像的數(shù)據(jù)，另一片SRAM存儲處理好的正在顯示的圖像的數(shù)據(jù)。列控制部分可以分為傳統(tǒng)控制部分以及特定單元控制部分當圖像一致性小于1/2時，選擇用傳統(tǒng)的控制部分，即專用的列驅動芯片以級聯(lián)的方式傳送數(shù)據(jù)；當圖像一致性大于1/2時，根據(jù)將要驅動單元的索引譯碼選中特定的列驅動芯片，此時列驅動芯片的數(shù)據(jù)統(tǒng)一由CPLD先送入鎖存器，例如74HC373，再由鎖存器將數(shù)據(jù)送入特定的列控制部分。(1)硬件設計
請參考圖2，為基于圖像分割的電子紙驅動方案的硬件設計框圖，主要包括行選通部分、列選通部分、鎖存器部分、譯碼部分以及切換電路部分。切換電路負責對驅動方式的切換，當圖像一致性小于1/2時，采取傳統(tǒng)的驅動方案，此時，關閉鎖存器部分，譯碼部分輸出全部為低電平，從而選中所有的列驅動芯片；當圖像一致性大于1/2時，采取只驅動特定單元的驅動方案，此時，選通鎖存器使其工作，而控制器與列驅動芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送端需要置為高阻，使其無效。當圖像一致性大于1/2時，采取只驅動特定單元的驅動方案如圖所示首先將顯示屏分成NXN個單元，每個單元的行列索引如圖3所示，當我們需要驅動某一單元時，控制器會將這個單元所在的行和列的索引送入行列控制部分。將列索引接入譯碼控制部分，譯碼電路的的輸出端連接每一個列驅動芯片的片選引腳，通過譯碼使得我們選中我們需要選擇的列驅動芯片，而關閉其他的列驅動芯片的片選使能位。行譯碼的部分實際上是由控制器完成，根據(jù)行索引的值驅動之后的m-1行。此時的數(shù)據(jù)部分則是先由控制器送入鎖存器中，由于此時的每一片的列驅動芯片的數(shù)據(jù)端并聯(lián)接到了鎖存器上，因此，可以由鎖存器將數(shù)據(jù)送入被選中的列驅動芯片。當圖像一致性小于1/2時，采取傳統(tǒng)的驅動方案如圖所示控制器輸出的數(shù)據(jù)直接送給專用列驅動芯片，列驅動芯片以級聯(lián)的方式相連，當一行的數(shù)據(jù)全部傳送完成后，選中這一行從而進行顯示。(2)軟件設計
基于圖像分割的電子紙驅動方案的軟件設計框圖如圖4所示，整個系統(tǒng)包括投影處理和比較部分、行列索引部分、數(shù)據(jù)存儲部分以及驅動方案選擇部分。當控制器需要刷新圖像時，將圖像分成NXN個單元，每個單元大小為mXm，然后對每一個小單元進行投影處理。投影處理包括水平投影處理和垂直投影處理。在中央控制器中設定三個數(shù)組，數(shù)組1存儲正在顯示的圖像的投影處理結果，數(shù)組2存儲將要顯示的圖像數(shù)據(jù)的投影處理結果，數(shù)組的前半部分存儲水平投影值，后半部分存儲垂直投影值，如圖所示，通過比較數(shù)組1和數(shù)組2，將顯示屏上需要刷新的區(qū)域(S卩比較結果不同的區(qū)域)的行和列的索引值存入數(shù)組3，此處行和列的索引的計算方法如下例如，我們需要存儲第s個單元的行列索引，用S + N，所得的商為行索引，余數(shù)為列索引。然后將數(shù)組2的值賦給數(shù)組 3，以供下一場圖像的處理和比較。通過判斷數(shù)組3的非零值的個數(shù)來決定是采用傳統(tǒng)的驅動方案或是采用單獨驅動改變部分的方案當非零值的個數(shù)大于(NXN)/2，則采用單獨驅動改變部分的方案，輸出使能鎖存器的信號，將索引結果送入譯碼電路；當非零值的個數(shù)小于(NXN)/2，則采用傳統(tǒng)的驅動方案。需要注意的是在開始處理之前，需要對數(shù)組2和數(shù)組3進行清零操作。整個軟件設計的流程圖如圖5所示。本設計對圖像的處理采用投影處理的方案，圖像投影技術已經(jīng)廣泛應用于一些圖像的識別中，例如人體的骨架識別等，原因是因為一副圖像的水平投影和垂直投影可以代表一個圖像的本質屬性并且其算法易于簡單且易于實現(xiàn)。水平投影是將圖像的每一行的像素灰度值進行相加并求其平均值，垂直投影是對圖像的每一列上像素的灰度值進行相加并求其平均值。如圖7和圖8所示就是對圖6所示的衣服圖像的投影結果。上列較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基于圖像分割的電子紙的驅動方法，該電子紙包括控制器、切換電路、行選通單元、列選通單元、鎖存器、譯碼電路，其特征在于，該方法包括比較待顯示圖像數(shù)據(jù)與正在顯示圖像數(shù)據(jù)；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性大于1/2時，采用局部更新法；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性小于 1/2時，采用整體更新法。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于圖像分割的電子紙的驅動方法，其特征在于，所述比較待顯示圖像數(shù)據(jù)與正在顯示圖像數(shù)據(jù)包括以下步驟將圖像分成NXN個單元，每個單元大小為mXm ；對每一個小單元進行投影處理，包括水平投影處理和垂直投影處理；提供三個數(shù)組，其中數(shù)組1用以存儲正在顯示的圖像的投影處理結果；數(shù)組2存儲將要顯示的圖像數(shù)據(jù)的投影處理結果，數(shù)組的前半部分存儲水平投影值，后半部分存儲垂直投影值；比較數(shù)組 1和數(shù)組2，將比較結果不同的單元的行和列的索引值存入數(shù)組3。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于圖像分割的電子紙的驅動方法，其特征在于，所述索引值計算方法為將需要存儲的單元除以N，所得的商為行索引，余數(shù)為列索引。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于圖像分割的電子紙的驅動方法，其特征在于，當數(shù)組3的非零值的個數(shù)大于(NXN)/2時，采用局部更新法；當數(shù)組3的非零值的個數(shù)小于(NXN)/2 時，采用整體更新法。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于圖像分割的電子紙的驅動方法，其特征在于，所述局部更新法為當圖像一致性大于1/2時，根據(jù)需要刷新單元的索引譯碼選中特定的列驅動芯片，此時列驅動芯片的數(shù)據(jù)統(tǒng)一由控制器先送入鎖存器，再由鎖存器將數(shù)據(jù)送入特定的列驅動部分。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于圖像分割的電子紙的驅動方法，其特征在于，所述整體更新法為控制器輸出的數(shù)據(jù)直接送給列驅動芯片，列驅動芯片以級聯(lián)的方式相連，當一行的數(shù)據(jù)全部傳送完成后，選中這一行從而進行顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于圖像分割的電子紙的驅動方法，該電子紙包括控制器、切換電路、行選通單元、列選通單元、鎖存器、譯碼電路，其特征在于，該方法包括比較待顯示圖像數(shù)據(jù)與正在顯示圖像數(shù)據(jù)；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性大于1/2時，采用局部更新法；當兩圖像數(shù)據(jù)一致性小于1/2時，采用整體更新法。通過硬件與軟件相互結合的設計方法，對顯示屏進行不同的驅動和顯示，采用的硬件設計占用較少的資源，可以有效地降低系統(tǒng)的功耗。
文檔編號G09G3/34GK102254520SQ20111020453
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權日2011年7月21日
發(fā)明者葉蕓, 吳美芬, 姚劍敏, 張永愛, 徐勝, 杜世遠, 楊倩, 林志賢, 郭太良 申請人:福州大學