基于人眼视觉的电润湿电子纸显示器 亮度非线性校正方法

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.     

基于图像分割和动态直方图均衡的电润湿显示器图像增强算法EI北大核心CSCD

针对电润湿电子纸存在油墨回流、接触角迟滞、电荷捕获等现象导致图像对比度不高、纹理边缘不清晰和细节丢失等问题,本文提出了一种基于图像分割和动态直方图均衡的电润湿显示器图像增强算法。该算法综合了最大类间方差法(Otsu法)和最大熵分割算法的优点,提出了基于方差权重的最大类间方差和最大熵阈值分割算法。利用该分割算法把图像分割为背景区和目标区,将两个区域的亮度均值以及基于方差权重选取的阈值作为分割点将原始图像直方图分成四个子直方图,然后分别对子直方图进行灰度重分配,最后对四个子直方图进行直方图均衡。实验结果表明:与其他将直方图进行分区的直方图均衡算法相比,该算法图像质量评价指标峰值信噪比提高约25.6%~45.5%,熵差降低约29.1%,结构相似度更接近1。同时将其应用在电润湿显示器上,其显示图像具有更高的对比度,细节纹理更加清晰,具有更好的视觉效果。     

基于超像素的硅基OLED微显示器数字驱动成像质量研究

针对微显示器分辨率、刷新率低,显示运动画面时产生动态假轮廓等成像问题,通过分析超像素技术的特性及驱动原理,结合数字驱动方式,提出数字驱动型超像素扫描策略。利用人眼的积分特性和视觉暂留特性,通过帧与帧之间在时间上切换,空间上偏移的方式,降低数据传输带宽,改善动态假轮廓现象,提升显示器成像效果。结合超像素技术设计一款数字驱动型超像素微显示控制器,并在分辨率为2 048×2 048的全彩硅基OLED微显示器上验证其可行性。仿真分析结果表明,基于超像素的数字驱动扫描策略在分辨率主观感知不变的条件下,数据传输带宽减少50%。利用最小可察觉失真积分法进行评估,超像素扫描策略动态假轮廓等于0和不超过8灰度的概率分别约为93.3%和99.3%,成像质量有较大提升。     

一种基于DSP+CPLD的低功耗实时红外成像系统实现方法

非致冷红外焦平面阵列(IRFPA)固有的非均匀性严重制约了系统成像质量,其输出动态范围大和监视器显示输出动态范围小也构成了矛盾。为解决这些问题,采用了复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计红外焦平面阵列输出驱动和视频编码芯片的显示时序,以高速低功耗数字信号处理器(DSP)为核心,实现了嵌入式红外图像实时采集与压缩校正硬件系统。提出了一种结合两点校正的灰度直方图统计阈值分段线性压缩变换算法,并进行了实验。结果表明,系统可以实时的对红外图像进行采集和压缩校正,处理后图像的非均匀性得到很好的校正,背景被抑制的同时目标和细节得到了增强。该方案简单可靠,电路功耗较低,可为小型化红外热像仪的研制提供参考。     

图像处理技术在低逸出功印刷型FED中的应用

采用低成本、大面积、低逸出功FED阴极材料及其阴极浆料,研制了大面积印刷式FED(样机),具有自主知识产权,在国内外属首创。介绍了低逸出功可印刷型场致发射显示系统的工作原理、数字视频图像的转换和处理、视频数据的传输、列灰度驱动和行驱动集成电路以及FPGA控制技术等。为了改善场致发射显示器的显示效果,通过理论分析和实际验证提出了亮度非均匀性校正、γ校正、自动功率控制等相应的解决方案。将图像处理技术应用到驱动电路中,改善了图像的亮度均匀性和灰度再现质量,降低了整机的功耗。首次将本技术应用于大屏幕低逸出功印刷型63.5cm(25英寸)VGA级彩色FED驱动系统中,研制出了能显示彩色视频图像的彩色FED显示器样机。亮度达400cd/m2、对比度为1000∶1,电路灰度等级为256级。     

基于图像分割和动态直方图均衡的电润湿显示器图像增强算法

针对电润湿电子纸存在油墨回流、接触角迟滞、电荷捕获等现象导致图像对比度不高、纹理边缘不清晰和细节丢失等问题,本文提出了一种基于图像分割和动态直方图均衡的电润湿显示器图像增强算法.该算法综合了最大类间方差法(Otsu法)和最大熵分割算法的优点,提出了基于方差权重的最大类间方差和最大熵阈值分割算法.利用该分割算法把图像分割...     

数字驱动型OLED的动态假轮廓量化及改善策略

针对数字驱动型OLED在显示运动画面时会出现动态假轮廓现象,严重影响人眼观看质量的问题,通过分析动态假轮廓产生机理,考虑人眼的视觉特性,提出最小可察觉失真积分法来量化不同扫描策略产生的动态假轮廓,并通过实验验证该评估方法的可靠性。将线性脉宽调制法和分形扫描法结合,提出偏分形的扫描策略来改善动态假轮廓现象。当线性脉宽调制法和分形扫描法的数据位数都为4 bit时,在分辨率1 280×1 024的硅基OLED微显示器上进行现场可编程门阵列的系统验证,人眼不会察觉到动态假轮廓现象。利用最小可察觉失真积分法对偏分形扫描算法进行评估,相比传统19子场和分形扫描,任意两灰度间的动态假轮廓量化均值分别降低约87.86%和86.51%。     

阴极射线管显示器亮度范围内对人眼视觉特性的实验研究

用CRT显示器显示5种频率的目标光栅,通过改变矩形波光栅的平均亮度,测量了9名男性青年在不同平均亮度条件下的对比度觉察阈值,并得出亮度与对比度觉察阈值间的关系曲线,从而探讨人眼在显示器亮度范围内的亮度视觉特性.实验结果表明,不同人眼对频率f＝3.79和4.97cpd(周/度)的目标光栅的对比度觉察阈值非常相近,而对频率f＝1.23,1.97和9.86cpd的目标光栅的对比度觉察阈值相差甚远;提高显示器亮度可以降低对比度觉察阈值,提高显示器显示图像分辨力,但是随着亮度的增加(达到Weber区域),亮度对分辨力的提高达到一定限度,而且,当亮度在60cd/m²左右时,显示信息效果与人眼视觉特性最匹配.基于对人眼在显示器亮度范围内的亮度视觉特性的研究,为在显示器上进行图像处理、显示器制造、摄影、印刷、配色等研究和应用奠定基础. 关键词： 人眼视觉特性 对比度觉察阈值 视角 空间频率     

人眼对比度敏感视觉特性及模型研究

人眼视觉系统特性是图像显示、处理、理解等技术的重要依据,通过实验测试和理论分析研究人眼的视觉特性,使人眼视觉特性模型化,对促进光电成像技术的发展和应用具有重要的作用。结合前人拟合人眼对比度敏感函数和理论提取其数学模型的经验,对用CRT显示器显示目标光栅,在暗室环境下测量三种平均亮度的人眼对比度敏感数据采用线性调制作用下的指数形式的方法进行了拟合,并从理论上得出了一种新的CSF数学模型。通过与国外拟合结果的对比,表明此模型是一种更好的人眼对比对敏感视觉特性模型。     

基于人眼视觉特性的硅基OLED微显示器系统

针对头戴式虚拟现实应用中数据带宽传输过高的问题,设计了一种基于人眼视觉特性的硅基OLED微显示器系统.研究人眼视觉系统,采用纹理金字塔的Foveation滤波算法模拟人眼的动态凝视效果,在输出图像上实现多层级纹理金字塔的多分辨图像融合;在FPGA平台上利用Verilog HDL语言完成了各模块的结构设计,实现了从视频信号解码到驱动1 600×1 600分辨率的全彩硅基OLED微显示器的整个过程.实验结果表明,基于人眼视觉特性的多分辨图像融合压缩算法,具有良好的数据压缩比,可有效减小硅基OLED微显示器的数据传输带宽,且符合人的视觉直观感受,渲染质量良好,能够满足虚拟现实嵌入式环境下对硅基OELD微显示器实时渲染数据传输需求.     

A high-resolution and intelligent dead pixel detection scheme for an electrowetting display screen

Electrowetting display technology is realized by tuning the surface energy of a hydrophobic surface by applying a voltage based on electrowetting mechanism. With the rapid development of the electrowetting industry, how to analyze efficiently the quality of an electrowetting display screen has a very important significance. There are two kinds of dead pixels on the electrowetting display screen. One is that the oil of pixel cannot completely cover the display area. The other is that indium tin oxide semiconductor wire connecting pixel and foil was burned. In this paper, we propose a high-resolution and intelligent dead pixel detection scheme for an electrowetting display screen. First, we built an aperture ratio–capacitance model based on the electrical characteristics of electrowetting display. A field-programmable gate array is used as the integrated logic hub of the system for a highly reliable and efficient control of the circuit. Dead pixels can be detected and displayed on a PC-based 2D graphical interface in real time. The proposed dead pixel detection scheme reported in this work has promise in automating electrowetting display experiments.     

LED大屏幕视频图象显示亮度校正的一种方法

在大屏幕视频显示的研究中,通常将侧重点放在显示驱动电路的优化上。本文从人眼的主观视觉理论出发,讨论了大屏幕视频图象显示与主观视觉之间的关系。并提出了一种很好的校正理论。经过实验检验,它能在图象列信息相同时,不管背景图象如何,均能使显示屏保持相同的亮度,使显示的视频图象的质量得以提高.     

发光及显示器件光电特性测试系统设计

为了提高发光及显示器件光电特性测量实验的智能化程度,减小人为误差,并考虑工作温度对其光电特性的影响,设计了一种能够自动、同步测量发光体亮度、温度、伏安特性和寿命的系统。系统主要由LS-110型亮度计、GPD-3303型电源、自制的温度测量模块及测量软件四部分组成。基于实验室虚拟仪器工程平台,利用亮度计对器件的亮度进行测量,利用单片机和温度传感器对器件的温度进行测量,通过上位机程序控制电源步进输出、读取实际输出电流值和电压值,并将采集到的数据发送到上位机,实时绘制出了亮度-电压、电流-电压、温度-电压、亮度-温度、电流-温度、亮度-电流特性曲线。系统目前可以同时对器件的亮度、温度和伏安特性进行自动测量和直观显示,并且具备自动保存数据和图像的功能,实现了发光及显示器件光电特性测量的智能化,具有综合性强、精确度及自动化程度高、操作简易等特点。     

电子膨胀阀应用于低温陈列柜制冷系统的节能研究

与热力膨胀阀相比,电子膨胀阀应用于陈列柜制冷系统,可以更为精确地控制其柜温及过热度。为进一步减小低温陈列柜制冷系统能耗,文中提出通过改变电子膨胀阀脉冲信号的控制策略以达到节能的目的。通过试验证明:与热力膨胀阀相比,可节能25%;同时可减小系统过热度,提高低温陈列柜制冷系统温度特性。为电子膨胀阀在低温制冷陈列柜中的应用提供参考依据。     

基于动态直方图均匀化的对比度增强方法

为增强显示设备进行视频信号显示时的图像对比度,提出了一种动态直方图均匀化算法,该算法根据对比度增强系数可实现在不同灰度范围内的直方图均匀化,达到不同程度的对比度增强效果。同时为减少进行对比度增强所需的帧存储器,开发出了一种快速简单的输入视频图像帧间相似性检测方法及电路实现,当判定输入视频图像具有相似性时,后续帧的图像采用前面输入图像的对比度增强映射函数。仿真结果表明,提出的对比度增强方法能根据对比度增强系数实现不同程度的对比度增强,有效地提高了显示设备的图像显示质量。     

Three-Dimensional Large Screen Display Using Polymer-Dispersed Liquid-Crystal Light Valves and a Schlieren Optical System: Proposal and Basic Experiments

A novel three-dimensional (3-D) projection display used with polarized eyeglasses is proposed. It consists of polymer-dispersed liquid crystal-light valves that modulate the illuminated light based on light scattering, a polarization beam splitter, and a Schlieren projection system. The features of the proposed display include a 3-D image display with a single projector, half size and half power consumption compared with a conventional 3-D projector with polarized glasses. Measured electro-optic characteristics of a polymer-dispersed liquid-crystal cell inserted between crossed polarizers suggests that the proposed display achieves small cross talk and high-extinction ratio.     

新型自动立体显示背光板的光学设计

立体显示技术的研究主要是解决虚拟现实领域的三维视觉问题。自动立体显示是不需要配戴特殊眼镜的,使用一个二维平面空间显示屏显示至少一对满足双眼视差的立体图像。当人的双眼接受到具有视差的立体图像对时,在视网膜上形成视差像,经大脑神经系统的融合,从而产生深度感。提出了一种全新的实现自动立体显示的折射式方法,设计了基于此方法的一种新型折射式的、结构简单的、通过透射显示屏(如液晶显示屏)实现自动立体显示的背光系统。根据视差立体显示参量模型,建立了光学系统的结构参量以及分析了光学材料的性质对实现立体显示的影响,并运用先进的光学设计软件进行设计、模拟。     

用显示器测量人眼衬比度敏感函数

人眼视觉系统(HVS)特性是图像显示、处理和理解等理论与技术的重要依据,衬比度敏感函数(CSF)是描述视觉系统空间特性的主要指标之一。显示器作为图像信息输出的主要设备,显示器环境下人眼衬比度敏感函数数据更有实际应用价值。研究用阴极射线管(CRT)显示器测量人眼亮度衬比度敏感函数,详细描述采用10 bit图像显示卡产生亮度条纹衬比度达到人眼阈值的方法,提出采用多衬比度交互阈值确定(MITD)衬比度阈值的心理物理学实验方法。对矩形条纹的平均亮度10 cd/m26、0 cd/m29、0 cd/m2三个等级,0.41 cpd,0.82 cpd,1.23 cpd,1.97 cpd,3.08 cpd,3.79 cpd,4.93 cpd,7.04 cpd,9.86 cpd,16.43 cpd,24.64 cpd 11个空间频率和12名正常视力的青年进行了测量。测量结果与国内外采用光学装置方法测量结果进行了比较和讨论。     

全景三维立体头盔显示光学系统设计

为了满足全景三维立体头盔显示器(HMD)对大视场(FOV)、小畸变、高分辨率以及轻量化的要求,设计了全景三维立体HMD的目视光学系统。采用4×3阵列式排列的12组相同的FOV角为33°×24°的高质量成像的目镜光学系统拼接成单眼目视光学系统,实现系统的大FOV设计。利用二元衍射面和非球面校正目镜光学系统的初、高级单色像差以及色差;使用有机光发射二极管(OLED)微显示器作为图像源,设计结果表明:单眼目视光学系统水平FOV达到120°,垂直FOV为60°,角分辨率为43pixel/(°);传递函数在45lp/mm处轴上FOV高于0.68,周边FOV高于0.45,系统畸变小于0.2%;系统的双目FOV为160°×60°,双目FOV重叠为80°×60°,系统重量约为91.2g。系统设计满足头盔显示光学系统的成像要求,并且实现了系统的轻量化以及低成本。