一种电子纸闪烁屏驱动图案设计方法与流程

本发明涉及信息，尤其涉及一种电子纸闪烁屏驱动图案设计方法。

背景技术：

1、在电子纸的驱动技术中，采用三角形段码驱动背板替代传统的点阵驱动方式，可以有效降低开发成本和能耗，同时提升显示效果。然而，在实际应用中，如何动态控制三角形段码的帧数以兼顾显示流畅性和低能耗，成为一个亟待解决的技术难题。不同区域的显示内容对帧率的要求差异较大，若无法准确识别并划分显示区域，统一设置帧率将导致能耗浪费或显示卡顿。帧率过高会增加能耗，过低则影响显示流畅度。找到平衡点需要综合考虑显示内容的复杂度、更新频率以及用户的视觉感知等因素。这就要求建立一套动态帧率调节机制，根据显示区域的特点和实时变化，自适应调整三角形段码的驱动帧率。然而，帧率的动态调节依赖于电路连接和驱动方式。传统的驱动电路难以实现对三角形段码的精细化控制，限制了帧率调节的灵活性。在电子纸的驱动技术中，如何在识别显示内容的基础上，动态调节三角形段码的帧率，并优化驱动电路和排布方式，以达到显示流畅和低能耗的平衡，是一个复杂而独特的技术挑战。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电子纸闪烁屏驱动图案设计方法，主要包括：

2、电子纸的物理特性参数结合三角形段码的大小和排列方式，计算出驱动电路需要控制的三角形段码的数量和分布，并设计驱动电路的拓扑结构和连接方式；

3、对电子纸显示内容分析，识别出文字、图像、动画不同类型的内容，根据不同类型内容对显示质量的要求，动态调整三角形段码的驱动电压和波形；

4、根据电子纸显示内容的变化速度和幅度，动态调整三角形段码的驱动帧率；

5、根据电子纸内容的显示特征和重要程度，将电子纸屏幕划分为不同的显示优先级的显示区域，根据显示优先级对不同的显示区域进行帧率调整；

6、获取环境光照强度信息，根据光照强度的变化，动态调整三角形段码的反射率；

7、通过显示内容预测模型，对电子纸的显示内容进行分析和预测，得到预测显示内容，在预测显示内容进行显示前，调整三角形段码的驱动电压和帧率。

8、在一种实施方式中，所述电子纸的物理特性参数结合三角形段码的大小和排列方式，计算出驱动电路需要控制的三角形段码的数量和分布，并设计驱动电路的拓扑结构和连接方式，包括：

9、获取电子纸的物理特性参数，包括电子纸的尺寸、分辨率、刷新率参数；根据电子纸的物理特性参数和三角形段码的大小，计算出电子纸上能够容纳的三角形段码的数量，得到三角形段码的总数量；通过分析三角形段码的排列方式，确定三角形段码在电子纸上的分布信息，得到三角形段码的分布图；根据三角形段码的分布图和总数量，设计驱动电路的拓扑结构，确定驱动电路中各个元件之间的连接关系；根据拓扑结构，设计驱动电路与三角形段码之间的连接方式，建立驱动电路与三角形段码之间的映射关系；通过分析驱动电路与三角形段码之间的映射关系，判断驱动电路是否能够对每一个三角形段码进行独立控制；若能够独立控制，则将电子纸物理特性、三角形段码排列方式、驱动电路设计内容整合，生成技术解决方案，用于指导电子纸显示系统的设计。

10、在一种实施方式中，所述对电子纸显示内容分析，识别出文字、图像、动画不同类型的内容，根据不同类型内容对显示质量的要求，动态调整三角形段码的驱动电压和波形，包括：

11、获取电子纸上显示的当前内容，对其进行分析和处理，识别出文字、图像、动画不同类型的内容；根据识别出的内容类型，从预先建立的显示质量要求数据库中获取相应的显示质量参数；采用机器学习算法，对不同类型内容的显示质量参数进行学习和优化；若识别出动画内容，则将优化后的显示质量参数输入到驱动电压和波形调整模块，动态生成驱动电压和波形；若当前显示内容发生变化，则基于变化生成驱动电压和波形的操作，以适应显示内容的变化；通过监测电子纸的功耗，判断当前驱动电压和波形是否满足预设低能耗要求，若不满足，则触发驱动电压和波形的优化；将优化后的驱动电压和波形应用于三角形段码的驱动电路。

12、在一种实施方式中，所述根据电子纸显示内容的变化速度和幅度，动态调整三角形段码的驱动帧率，包括：

13、获取电子纸显示内容的变化速度和幅度，作为自适应帧率控制模型的输入参数；通过分析显示内容变化速度和幅度，判断当前显示内容的显示内容类型；根据显示内容类型，从预设的帧率调整策略中选择对应的策略，确定三角形段码驱动帧率的调整方向和幅度；包括：若显示内容类型为静止画面，则选择减小三角形段码的驱动帧率的策略；若显示内容类型为动态画面，则选择增大三角形段码的驱动帧率的策略；根据选定的帧率调整策略，计算出三角形段码驱动帧率的具体调整值，并将其应用到驱动电路的控制参数中。

14、在一种实施方式中，所述根据电子纸内容的显示特征和重要程度，将电子纸屏幕划分为不同的显示优先级的显示区域，根据显示优先级对不同的显示区域进行帧率调整，包括：

15、获取电子纸的显示内容，对其进行分析和处理，提取内容的显示特征和对应的重要程度；根据显示特征，划分得到不同的显示区域，对于划分后的每个显示区域，计算其重要程度得分，根据得分高低，确定该区域的显示优先级；对显示优先级进行量化，将优先级划分为高、中、低三个等级，形成优先级等级映射表；根据显示区域的优先级等级，从预设的帧率配置参数库中，获取对应的帧率驱动参数；将帧率驱动参数下发到电子纸显示控制器，对不同显示区域的驱动电路施加相应的帧率控制信号；根据显示内容的变化，实时调整显示区域的优先级和帧率。

16、在一种实施方式中，所述获取环境光照强度信息，根据光照强度的变化，动态调整三角形段码的反射率，包括：

17、通过光照强度传感器实时获取环境光照强度信息，将环境光照强度信息转换为光照强度信号；对光照强度信号进行滤波和平滑处理，包括去除高频噪声和瞬时突变，得到光照强度变化曲线；根据光照强度变化曲线，预设强光照和弱光照的阈值，当光照强度高于强光照阈值时，判断为强光照环境；当光照强度低于弱光照阈值时，判断为弱光照环境；采用预设的反射率调整策略，根据当前光照环境的判断结果，从策略库中选择对应的调整参数，包括反射率增益；将选定的调整参数下发到电子纸显示控制器，控制器根据接收到的调整参数，计算出三角形段码的反射率值；如果当前为强光照环境，则将反射率值乘以大于1的增益系数；如果当前为弱光照环境，则将反射率值乘以小于1的增益系数；电子纸显示控制器将计算出的反射率值应用到三角形段码的驱动电路和反射电极，实时调整显示亮度和能耗；监测光照强度的变化，若光照强度发生变化，动态调整反射率值。

18、在一种实施方式中，所述通过显示内容预测模型，对电子纸的显示内容进行分析和预测，得到预测显示内容，在预测显示内容进行显示前，调整三角形段码的驱动电压和帧率，包括：

19、获取电子纸显示内容的历史数据，包括文字、图像、动画内容类型，以及相应的显示时间、持续时间、变化频率属性，作为训练数据集；对训练数据集进行预处理，提取显示内容的关键特征，包括文字的字体、大小、颜色，图像的色彩、纹理、形状，动画的帧率、场景切换，构建多维特征输入向量；采用时间序列预测模型，包括lstm、gru，对显示内容的多维特征输入向量进行训练，以学习显示内容随时间变化的规律和趋势，得到显示内容预测模型；根据显示内容预测模型，对当前显示内容的特征向量进行分析，预测未来一段时间内显示内容的变化趋势，包括文字内容的更新频率、图像内容的切换速度，进一步得到预测显示内容，以及当前显示内容到预测显示内容的变化内容；根据变化内容匹配驱动电压和帧率的调整策略，通过查表或计算，得到未来一段时间内三角形段码驱动电压和帧率的最优值序列；在预测显示内容进行显示前，将驱动电压和帧率的最优值序列提前下发给电子纸显示控制器，控制器根据接收到的序列，调整三角形段码的驱动电压和帧率，以显示预测显示内容；在显示内容变化的过程中，持续监测实时显示内容的特征向量，将其与相同时间序列的预测显示内容进行比对，若预测显示内容与实时显示内容的偏差大于阈值，则触发预测模型的实时更新和优化，对驱动电压和帧率的调整策略进行修正。

20、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

21、本发明公开了一种电子纸闪烁屏驱动图案设计方法，该方法通过独特的物理特性参数结合，计算和控制电子纸上三角形段码的数量和分布。根据不同的显示内容，如文字、图像和动画，本发明能够动态调整三角形段码的驱动电压和波形，以此来优化显示效果和降低驱动能耗。本发明采用自适应帧率控制算法，根据内容的变化速度和幅度动态调整帧率，从而在静止画面中节省能源，而在动态画面中保持流畅性。此外，本发明能够识别电子纸上不同区域的显示特征，并根据这些特征对三角形段码的驱动电压和时序进行优化，以提高显示质量和降低能耗。同时，内容的特征和重要程度被用来划分显示区域的优先级，使得高优先级区域用更高的帧率驱动，而低优先级区域则用较低的帧率驱动，平衡了显示流畅性和能耗。本发明还根据环境光照强度的信息，动态调整驱动电压和反射率，以应对不同光照条件下的显示需求。此外，通过机器学习算法，本发明能够分析和预测显示内容的变化趋势，从而提前调整驱动电压和帧率，以此来增加显示的响应速度和进一步降低能耗。

22、本发明的技术效果或作用在于提供一种智能、高效、节能的电子纸驱动方法。通过深入分析显示内容的类型和变化，精确控制驱动电路，优化帧率，以及根据环境光照和内容的预测调整显示参数，本发明能够显著提高电子纸的显示质量和亮度，同时降低能耗，实现更环保的显示解决方案。