一种用于电子墨水屏的图像处理方法、装置及相关设备与流程

本技术涉及电子墨水屏，更具体地说，是涉及一种用于电子墨水屏的图像处理方法、装置及相关设备。

背景技术：

1、电子墨水屏利用电泳技术实现接近传统纸张的显示效果，因此也被成为“电子纸”。电子墨水屏一般通过电子墨水进行画面显示，电子墨水通常会制成电子墨水薄膜的形式，电子墨水薄膜由大量微囊组成，微囊中设置有带不同电荷的色素颗粒。初始状态下，色素颗粒悬浮在微囊中，当施加一定方向的电场后，相应的色素颗粒被推到顶部，微囊就会显示不同的颜色，而不同颜色的微囊组成了各种文字和图案。

2、电子墨水屏所能显示灰阶级数一般会比待显示画面的原本灰阶级数低，因此，在显示当前画面之前需要对当前画面进行降阶处理。而且，对于连续播放的画面，为了使画面快速播放，会将原画面处理为2级灰阶图像，通过a2或du模式来进行显示。而为了保证画面显示的质量，一般还需要对画面进行抖动处理(又称为半色调处理)，一些比较常见的抖动算法包括有序抖动算法、误差扩散算法、点扩散法和迭代半色调算法。其中，相比之下，误差扩散算法产生的半色调图像无明显摩尔纹或者色块，视觉效果较好。

3、误差扩散法的基本思想是将将像素点的输入灰阶值与输出灰阶值的差以一定的方式扩散到未经处理的相邻像素上，从而保持局部区域的总体灰阶值基本不变。量化误差扩散的参数可以用一个矩阵描述，称之为误差扩散过滤器。

4、然而，误差扩散算法应用在电子墨水屏的显示过程中存在局部变化敏感的问题，导致电子墨水屏上出现预料之外的闪烁问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种用于电子墨水屏的图像处理方法、装置及相关设备，以缓解由于误差扩散而产生的闪烁问题。

2、为实现上述目的，本技术第一方面提供了一种用于电子墨水屏的图像处理方法，包括：

3、获取第一灰阶图像帧的关联图像帧，其中，所述关联图像帧包括与所述第一灰阶图像帧时域相邻的至少一个历史图像帧，所述历史图像帧的刷新模式与所述第一灰阶图像帧的刷新模式相关联；

4、基于所述关联图像帧，将第一灰阶图像帧的灰阶级转换成目标灰阶级，得到第二灰阶图像帧。

5、优选地，基于所述关联图像帧，将第一灰阶图像帧的灰阶级转换成目标灰阶级，得到第二灰阶图像帧的过程，包括：

6、以预设的路径遍历所述第一灰阶图像帧的各像素，对于遍历到的每一像素：

7、获取所述像素的第一灰阶值、扩散至所述像素的量化误差值以及所述像素在关联图像帧中的历史第二灰阶值；

8、基于目标灰阶级、所述第一灰阶值、所述扩散至所述像素的量化误差值以及所述历史第二灰阶值，确定所述像素的第二灰阶值，并基于所述第一灰阶值和所述第二灰阶值确定所述像素引起的量化误差；

9、其中，所述像素引起的量化误差用于扩散至所述像素的目标邻近像素。

10、优选地，所述关联图像帧包括与所述第一灰阶图像帧时域相邻的多个历史图像帧；

11、基于目标灰阶级、所述第一灰阶值、所述扩散至所述像素的量化误差值以及所述历史第二灰阶值，确定所述像素的第二灰阶值的过程，包括：

12、基于所述像素在所述多个历史图像帧的历史第二灰阶值，确定所述像素的历史参考值；

13、基于目标灰阶级、所述第一灰阶值、所述扩散至所述像素的量化误差值以及所述历史参考值，确定所述像素的第二灰阶值。

14、优选地，基于所述像素在所述多个历史图像帧的历史第二灰阶值，确定所述像素的历史参考值的过程，包括：

15、利用下述方程式计算得到所述像素的历史参考值

16、

17、其中，h为历史图像帧的总数，(i，j)用于表征所述像素的位置，y(i，j，t-h)为所述像素的第h个历史第二灰阶值。

18、优选地，基于所述像素在所述多个历史图像帧的历史第二灰阶值，确定所述像素的历史参考值的过程，包括：

19、利用下述方程式计算得到所述像素的历史参考值

20、

21、其中，h为历史图像帧的总数，(i，j)用于表征所述像素的位置，fh为预设的常数系数，y(i，j，t-h)为所述像素的第h个历史第二灰阶值。

22、优选地，基于目标灰阶级、所述第一灰阶值、所述扩散至所述像素的量化误差值以及所述历史参考值，确定所述像素的第二灰阶值的过程，包括：

23、利用下述方程式计算得到矫正数值d1(i，j，t)：

24、d1(i，j，t)＝d(k)，当

25、其中，为所述历史参考值，n为所述目标灰阶级，d(k)为矫正参考值，g3(k)为预设的第二灰阶临界值；

26、利用下述方程式计算得到所述像素的第二灰阶值：

27、y(i，j，t)＝g2(k)，当x′(i，j，t)∈[g1(k)，g1(k+1))，k＝0，1，...，n-1

28、其中，y(i，j，t)为所述像素的第二灰阶值，g2(k)为所述目标灰阶级下第k个第二灰阶值，g1(k)为预设的第一灰阶临界值，x′(i，j，t)利用下述方程式计算得到：

29、x′(i，j，t)＝x(i，j，t)+d1(i，j，t)+d2(i，j，t)

30、其中，x(i，j，t)为所述第一灰阶值，d2(i，j，t)为所述扩散至所述像素的量化误差值。

31、优选地，所述关联图像帧包括与所述第一灰阶图像帧时域相邻的一个历史图像帧；

32、基于目标灰阶级、所述第一灰阶值、所述量化误差值以及所述历史第二灰阶值，确定所述像素的第二灰阶值的过程，包括：

33、利用下述方程式计算得到矫正数值d1(i，j，t)：

34、d1(i，j，t)＝d(k)，当y(i，j，t-1)＝g2(k)，k＝0，1，...，n-1

35、其中，n为所述目标灰阶级，(i，j)用于表征所述像素的位置，y(i，j，t-1)为所述历史第二灰阶值，d(k)为矫正参考值，g2(k)为所述目标灰阶级下第k个第二灰阶值；

36、利用下述方程式计算得到所述像素的第二灰阶值：

37、y(i，j，t)＝g2(k)，当x′(i，j，t)∈[g1(k)，g1(k+1))，k＝0，1，...，n-1

38、其中，y(i，j，t)为所述像素的第二灰阶值，g1(k)为预设的第一灰阶临界值，x′(i，j，t)利用下述方程式计算得到：

39、x′(i，j，t)＝x(i，j，t)+d1(i，j，t)+d2(i，j，t)

40、其中，x(i，j，t)为所述第一灰阶值，d2(i，j，t)为所述扩散至所述像素的量化误差值。

41、优选地，所述矫正参考值为基于用户输入的配置参数计算得到的；

42、或者，所述矫正参考值为基于电子墨水屏显示内容的变化区域和变化速率计算得到的。

43、优选地，当所述变化区域的大小小于预设的第三阈值时，所述矫正参考值与所述变化区域的大小成正比；所述矫正参考值与所述变化速率成正比。

44、优选地，所述关联图像帧存储在预设的关联帧存储器中；在得到第二灰阶图像帧之后，还包括：

45、将所述第二灰阶图像帧作为下一帧第一灰阶图像的关联图像帧，保存在关联帧存储器中；

46、当确定当前的刷新模式发生变化时，判断变化后的刷新模式与变化前的刷新模式是否关联；

47、若否，清空所述关联帧存储器中的各关联图像帧

48、本技术第二方面提供了一种用于电子墨水屏的图像处理装置，包括：

49、关联帧获取单元，用于获取第一灰阶图像帧的关联图像帧，其中，所述关联图像帧包括与所述第一灰阶图像帧时域相邻的至少一个历史图像帧，所述历史图像帧的刷新模式与所述第一灰阶图像帧的刷新模式相关联；

50、灰阶处理单元，用于基于所述关联图像帧，将第一灰阶图像帧的灰阶级转换成目标灰阶级，得到第二灰阶图像帧。

51、本技术第三方面提供了一种用于电子墨水屏的图像处理设备，包括：存储器和处理器；

52、所述存储器，用于存储程序；

53、所述处理器，用于执行所述程序，实现上述的用于电子墨水屏的图像处理方法的各个步骤。

54、本技术第四方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述的用于电子墨水屏的图像处理方法的各个步骤。

55、经由上述的技术方案可知，本技术首先获取第一灰阶图像帧的关联图像帧。其中，所述关联图像帧包括与所述第一灰阶图像帧时域相邻的至少一个历史图像帧，所述历史图像帧的刷新模式与所述第一灰阶图像帧的刷新模式相关联。接着，基于所述关联图像帧，将第一灰阶图像帧的灰阶级转换成目标灰阶级，得到第二灰阶图像帧。本技术在将第一灰阶图像帧转换为目标灰阶级时，考虑了连续画面播放中误差扩散过程引起的局部变化敏感问题，将历史图像帧的第二灰阶值应用到第一灰阶图像帧的灰阶转换中，保障了各像素在前后帧之间的亮度平稳，一定程度上缓解了电子墨水屏在播放连续画面时的闪烁问题。