基于人眼可察最小色差的视频刷新方法与流程

本发明属于视频刷新处理，特别基于双稳态显示技术的视频刷新。

背景技术：

随着显示技术的发展，出现了一种彩色双稳态显示器。此种类型显示器能够在断电情况下继续保持视频画面。在视频转换过程中，需要消耗较高的图像转换功耗。为了有效的降低视频转换功耗，需要对视频刷新过程进行优化。

目前通行的解决方案有以下几种。一、通过调节视频刷新电路，降低刷新功耗。二、根据相邻帧之间像素是否完全相同，减少视频图像刷新像素降低刷新功耗。

以上的解决方案都存在一定的缺点。第一种方式一旦电路被设计，就被唯一确定无法调节不能够做到自适应。第二种方式只适用于色彩单调的黑白图像，对复杂的彩色视频图像并不适用。因此，需要开发一种新的视频刷新方法，达到既能降低视频刷新功耗又能适应彩色视频图像，同时不影响视频画面质量的目的。

技术实现要素：

要解决的技术问题

现有的双稳态视频图像刷新方式是所有像素全刷新模式，或者忽略人眼对色差的敏感程度，直接以相邻帧间对应像素是否完全一致为标准判断是否需要刷新。

技术方案

本发明提供了一种基于人眼可察最小色差的视频刷新方法，克服了现有全像素刷新无法做到最大限度降低图像刷新功耗的缺点。该方法利用人眼对色差的敏感程度作为视频图像刷新的依据，以降低双稳态显示器播放彩色视频的图像转换功耗。

基于人眼可察最小色差的视频刷新方法，由视频数据转换模块、色差计算和刷新判别器三个部分构成；视频数据转换模块负责对视频图像进行色彩转换，以获得统一的色彩空间；对转换后的相邻时刻视频图像上的对应像素进行色差计算；刷新判别器根据计算获得的对应像素间的色差及人眼可察最小色差阈值判别视频像素是刷新还是继续保持。

具体技术方案包含以下步骤：

步骤一、视频数据转换模块。

记i^t(x，y)，t＝1，2，…，k，…，n.表示第t帧坐标为(x，y)的视频图像像素值；n为视频序列总帧数；所述的视频图像色彩空间为rgb。根据色域转换标准，将视频序列转换到cielab色彩空间l^t(x，y)，a^t(x，y)，b^t(x，y)，t＝1，2，…，k，…，n.

步骤二、色差计算。

记l^k(x，y)，a^k(x，y)，b^k(x，y)，l^k+1(x，y)，a^k+1(x，y)，b^k+1(x，y)为当前帧k与后一帧k+1图像在cielab色彩空间的彩色分量。分别计算每个色彩分量之间的差异

δl^*(x，y)＝|l^k(x，y)-l^k-1(x，y)|

δa^*(x，y)＝|a^k(x，y)-a^k-1(x，y)|

δb^*(x，y)＝|b^k(x，y)-b^k-1(x，y)|

记δe(x，y)＝[δl^*(x，y)²+δa^*(x，y)²+δb^*(x，y)²]^1/2为像素之间的色差。

步骤三、刷新判别器。

记th为刷新阈值，当δe(x，y)＜th，则当前视频图像i^k(x，y)继续保持；当δe(x，y)≥th，则视频刷新为i^k+1(x，y)。

有益效果

本发明能实现双稳态显示器的低功耗视频视频刷新。视频刷新过程根据人眼对色差的最小可察色差对相邻帧的对应像素进行色差判断，能够有效的降低视频图像转换功率，同时不影响观看效果。

附图说明

附图1，本发明结构示意图

附图2，本发明中4个视频序列50帧视频的像素保持率。

附图3，本发明中4个视频序列第40帧数据按照刷新规则刷新后与原始视频图像对比图。

具体实施方式(实施例)

为使本发明更清晰易懂，兹以具体实施例，并配合附图做详细说明如下。

如图1所示，本发明公开了一种基于人眼可察最小色差的视频刷新方法，其主要思想是以人眼对色差的容限程度作为判断视频图像是否需要刷新的依据，以降低视频刷新过程带来的图像转换功耗。

记i^t(x，y)，t＝1，2，…，k，…，n.表示第t帧坐标为(x，y)的视频图像像素值；n为视频序列总帧数；所述的视频图像色彩空间为rgb。根据色域转换标准，将视频序列转换到cielab色彩空间l^t(x，y)，a^t(x，y)，b^t(x，y)，t＝1，2，…，k，…，n.

步骤二、色差计算。

记l^k(x，y)，a^k(x，y)，b^k(x，y)，l^k+1(x，y)，a^k+1(x，y)，b^k+1(x，y)为当前帧k与后一帧k+1图像在cielab色彩空间的彩色分量。分别计算每个色彩分量之间的差异

δl^*(x，y)＝|l^k(x，y)-l^k-1(x，y)|

δa^*(x，y)＝|a^k(x，y)-a^k-1(x，y)|

δb^*(x，y)＝|b^k(x，y)-b^k-1(x，y)|

记δe(x，y)＝[δl^*(x，y)²+δa^*(x，y)²+δb^*(x，y)²]^1/2为像素之间的色差。

步骤三、刷新判别器。

记th为刷新阈值，当δe(x，y)＜th，则当前视频图像i^k(x，y)继续保持；当δe(x，y)≥th，则视频刷新为i^k+1(x，y)。这里th＝2.3。

为验证本发明的可靠性，测试了4个不同视频序列，统计了每个视频序列的50帧图像的像素保持率如图2所示，刷新后的图像与原图的对比如图3所示。实验显示这4个不同的视频序列在此刷新标准下，每个视频序列的都有一定量的像素被保留，且人眼在观察时并没有明显察觉它们与原始图像存在差异。

技术特征：

技术总结
本发明公开了基于人眼可察最小色差的视频刷新方法，包括步骤如下：对视频图像进行色彩域变换，计算相邻帧之间对应像素色差，判断当前显示像素是否需要刷新。本发明旨在提供一种低功耗的视频刷新方法，该方法依据人眼对色差的容忍度，实现视频图像的不完全刷新，进而降低视频刷新功耗。本发明提供了一种能够降低视频刷新功耗的方法，且能够在不影响视频画面像素的情况下实现视频的刷新。

技术研发人员：张自豪;王元庆;徐斌
受保护的技术使用者：南京大学
技术研发日：2019.04.17
技术公布日：2019.07.05