自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法技术

本发明专利技术提出自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，所述方法包括以下步骤；步骤一、实时测量外界环境光，根据当前外界环境光亮度，基于预设的图像对比度模型进行计算，在对比度损失最小的约束条件下调整图像整体亮度值；步骤二、将亮度调整后的图像进行Gamma校正以提高其对比度，用原始图像的RGB值对Gamma校正后的灰度值进行色度补偿并将图像色域转换为CMY；步骤三、根据当前外界环境光亮度及对比度模型调整图像整体亮度，结合Gamma校正和色度补偿，增强彩色电润湿电子纸的显示效果；本发明专利技术能够在外界环境光较强的情况下对图像进行调制，提升显示图像对比度，增强电润湿电子纸显示设备的图像显示效果。湿电子纸显示设备的图像显示效果。湿电子纸显示设备的图像显示效果。

Image contrast enhancement method of color electrowetting electronic paper based on adaptive ambient light

【技术实现步骤摘要】
自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法


[0001]本专利技术涉及显示设备
，尤其是自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法。

技术介绍

[0002]电子纸显示器件因其观感效果类似于纸张，低功耗、环保等优点而备受关注。
[0003]最近华南师范大学成功研制出世界首台可以呈现全彩视频内容的逼真色彩效果的反射式显示器，该显示器以电润湿显示原理为基础，基于高对比度，低功耗，高色域等优点，可以播放全动态视频、能显示打印质量的彩色图像、同时具有低能耗和护眼特性。
[0004]由于彩色电润湿电子纸显示器是一种反射式显示器，显示器反射的亮度随着外界环境光增大而增大，虽然以此节省了能耗，但也带来显示效果易受外界环境光影响的缺点。因此，在外界环境光较强时，低灰阶区域像素反射了较强环境光导致未能显示出相应低灰阶，导致图像对比度下降、模糊不清等问题，大大影响了显示效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，能够在外界环境光较强的情况下对图像进行调制，提升显示图像对比度，增强电润湿电子纸显示设备的图像显示效果。
[0006]本专利技术采用以下技术方案。
[0007]自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤；
[0008]步骤一、实时测量外界环境光，根据当前外界环境光亮度，基于预设的图像对比度模型进行计算，在对比度损失最小的约束条件下调整图像整体亮度值；
[0009]步骤二、将亮度调整后的图像进行Gamma校正以提高其对比度，用原始图像的RGB值对Gamma校正后的灰度值进行色度补偿并将图像色域转换为 CMY；
[0010]步骤三、根据当前外界环境光亮度及对比度模型调整图像整体亮度，结合 Gamma校正和色度补偿，增强彩色电润湿电子纸的显示效果。
[0011]步骤一包括以下步骤；
[0012]步骤S1、实时测量外界环境光亮度LA，提取图像的亮度值L(i，j)；
[0013]步骤S2、将当前环境光下亮度L
A
和所提取的图像亮度值L(i，j)输入显示器对比度损失模型中，得到对比度损失亮度值L
loss
(i，j)。
[0014]步骤三包括以下步骤；
[0015]步骤S3、根据当前环境光亮度L
A
和和对比度损失亮度值L
loss
(i，j)对灰度图片进行亮度调整，将当前环境光亮度L
A
和和对比度损失亮度值L
loss
(i，j)输入亮度调整模型，计算出亮度调整后图像亮度值L
enh
(i，j)；其中亮度调整模型公式为：
[0016]arg
α
min||Con[L(i，j)]‑
Con[L
loss
(i，j)+α*L
A
]||2ꢀꢀ
公式一；
[0017][0018][0019]L
enh
＝L
loss
(i，j)+α*L
A
ꢀꢀ
公式四；
[0020]其中σ为高斯函数标准差，取值为0.1；k为滤波半径，取值为5；
[0021]步骤S4：根据外界环境光亮度L
A
对L
enh
(i，j)进行自适应边缘保持Gamma校正得到调制后的亮度图像L
cor
(i，j)；其中Gamma校正公式为：
[0022][0023][0024][0025]其中L
enh
‑
guidefilter
(i，j)为导向滤波器。
[0026]步骤S3中，σ取值为0.1；k取值为5；
[0027]步骤S4中，L
enh
‑
guidefilter
(i，j)的滤波半径取值为4，导向滤波的Eps参数为20。
[0028]所述基于预设的图像对比度模型进行计算，其方法为计算环境光下图像与原始图像的对比度，在对比度损失最小的约束下调整图像灰度，以达到增强图像对比度的目的。
[0029]步骤二中采用的具体方法为；
[0030]步骤S5：根据调制后的亮度图像L
cor
(i，j)对其进行色度补偿，并转换为归一化的CMY色域；其中所用到的补偿公式为：
[0031][0032][0033]步骤三中，在通过电子纸显示图像时，采用下列方法；
[0034]步骤S6：查看要驱动的电润湿电子纸显示器驱动电压与CMY信号关系曲线，查询当前像素C、M、Y值所对应的三个信道的驱动电压，从而利用查询到的驱动电压显示出彩色图像。
[0035]所述对比度增强方法采用随环境光变化调整电润湿电子纸显示亮度的装置，所述装置包括电润湿显示屏、主控制器单元以及与其电性相连的光敏单元、原始像素信号及亮度提取单元、亮度调整单元、Gamma校正单元、色度补偿及色域转换单元、调制信号控制驱动电压输出单元；
[0036]所述电润湿显示屏即电润湿电子纸；
[0037]所述光敏单元与所述主控制器单元电性相连，用以检测外界环境光并将检测结果传输至主控制器单元；
[0038]所述原始像素信号及亮度提取单元与所述主控制器单元电性相连，用于提取当前显示图像的RGB信道信息及像素亮度信息，并将提取到的信息传递至所述主控制器单元；
[0039]所述亮度调整单元与所述主控制器单元电性相连，用于根据图像的亮度信息及外界环境光信息，结合电润湿电子纸光电传递函数，得到亮度调整后的图像亮度信息，并将其结果传输至主控制器单元；
[0040]所述Gamma校正单元与所述主控制器单元电性相连，用于根据亮度调整单元输出的亮度调整后的图像信息与光敏单元提取到的当前环境光亮度，进行 Gamma校正，得到校正后的图像亮度信息，并将其结果传输至主控制器单元；
[0041]所述色度补偿及色域转换单元与所述主控制器单元电性相连，用于根据 Gamma校正单元输出的校正后的图像亮度信息、原始像素信号及亮度提取单元输出的原始图像的RGB信息、亮度调整单元输出的亮度调整后的图像亮度信息，进行色度校正和色域转换，得到调制后的图像CMY信息，并将其结果传输至主控制器单元；
[0042]所述调制信号控制驱动电压输出单元与主控制器单元、电润湿显示屏电性相连，用以根据主控制器单元输入的调制后的图像CMY信息驱动电润湿显示屏的 CMY信道并显示图像；
[0043]所述随环境光变化调整电润湿电子纸显示亮度的装置，根据外界环境光，结合Gamma校正，提升图像显示效果时，其方法为：所述亮度调整单元根据外界环境光，结合对比度损失模型，得到原始图像调整后的亮度图像，所述Gamma校正单元根据调整后的亮度图像进行Gamma校正，所述色度补偿及色域转换单元对 Gamma校正后的图像进行色度补偿及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤；步骤一、实时测量外界环境光，根据当前外界环境光亮度，基于预设的图像对比度模型进行计算，在对比度损失最小的约束条件下调整图像整体亮度值；步骤二、将亮度调整后的图像进行Gamma校正以提高其对比度，用原始图像的RGB值对Gamma校正后的灰度值进行色度补偿并将图像色域转换为CMY；步骤三、根据当前外界环境光亮度及对比度模型调整图像整体亮度，结合Gamma校正和色度补偿，增强彩色电润湿电子纸的显示效果。2.根据权利要求1所述的自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，其特征在于：步骤一包括以下步骤；步骤S1、实时测量外界环境光亮度LA，提取图像的亮度值L(i,j)；步骤S2、将当前环境光下亮度L
A
和所提取的图像亮度值L(i,j)输入显示器对比度损失模型中，得到对比度损失亮度值L
loss
(i,j)。3.根据权利要求1所述的自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，其特征在于：步骤三包括以下步骤；步骤S3、根据当前环境光亮度L
A
和和对比度损失亮度值L
loss
(i,j)对灰度图片进行亮度调整，将当前环境光亮度L
A
和和对比度损失亮度值L
loss
(i,j)输入亮度调整模型，计算出亮度调整后图像亮度值L
enh
(i,j)；其中亮度调整模型公式为：arg
α
min||Con[L(i，j)]
‑
Con[L
loss
(i，j)+α
·
L
A
]||2ꢀꢀꢀꢀ
公式一；公式一；L
enh
＝L
loss
(i，j)+α*L
A
ꢀꢀꢀꢀ
公式四；其中σ为高斯函数标准差，取值为0.1；k为滤波半径，取值为5；步骤S4：根据外界环境光亮度L
A
对L
enh
(i,j)进行自适应边缘保持Gamma校正得到调制后的亮度图像L
cor
(i,j)；其中Gamma校正公式为：(i,j)；其中Gamma校正公式为：(i,j)；其中Gamma校正公式为：其中L
enh
‑
guidefilter
(i，j)为导向滤波器。
4.根据权利要求3所述的自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，其特征在于：所述基于预设的图像对比度模型进行计算，其方法为计算环境光下图像与原始图像的对比度，在对比度损失最小的约束下调整图像灰度，以达到增强图像对比度的目的。5.根据权利要求3所述的自适应环境光的彩色电润湿电子纸图像对比度增强方法，其特征在于：步骤二中采用的具体方法为；步骤S5：根据调制后的亮度图像L
cor
(i,j)对其进行色度补偿，并转换为归一化的CMY色域；其中所用到的补偿公式为：域；其中所用到的补偿公式为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：林珊玲，费千懿，林志贤，郭太良，林坚普，叶芸，张永爱，梅婷，肖智阳，王栋，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：