CN114979406B - 显像介质上的灰度图像生成方法、存储介质及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显像介质上的灰度图像生成方法、存储介质及显示设备，属于显示设备技术领域，包括步骤：S1：计算图像像素边长；S2：计算像素图像参数；S3：依次将多阶像素图案的光、不透光区反转；S4：将待显示的目标数字图像转换成多个灰阶图像；S5：将已转换为多灰阶图像的目标数字图像像素，用步骤S1到步骤S3生成的，对应的多个灰阶像素图案替换，生成灰度图像。本发明能够最大限度利用设备的“最小尺度结构生成能力”，或显像介质的“最小尺度结构稳固附着能力”，在同样等级设备、介质上，能够较传统方法生成更多灰阶的图像。

Description

显像介质上的灰度图像生成方法、存储介质及显示设备

技术领域

本发明涉及显示设备技术领域，更为具体的，涉及一种显像介质上的灰度图像生成方法、存储介质及显示设备。

背景技术

双态显像，是指即能呈现“黑白”两种状态，比如单色油墨印刷，任何油墨滴皆是同样的黑色，通过调整油墨滴在纸面上的分布密度，令人眼产生灰度的视觉效果。同样的，透光/不透光也是一种双态显像，可以利用类似原理实现灰度显示的视觉效果。

但如采用以上方法实现n阶灰度(如64阶灰度)，需要在成像介质单位面积上做出n种液滴分布密度，如64种分布密度。对于靠近全黑、全白的密度分布，即“非常接近于白”或“非常接近于黑”的灰阶，会产生细微结构(如在介质基底为作为“白色”时，每个作为“黑色”的液滴须非常细小，分布非常稀疏，以实现非常接近于全白的灰阶)。

细微结构的产生，非常不利于其与介质基底的附着，容易脱落和磨损，表现为宏观图案灰阶缺失、缺损等。此外需要更为精密昂贵的设备以产生精密的细微结构，在实际应用中，因高端设备稀缺和应用成本高，导致难以生成更具表现力的多灰阶图像。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种显像介质上的灰度图像生成方法，以解决背景中的技术问题。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种显像介质上的灰度图像生成方法，包括：

步骤S1：设计如下公式计算图像像素边长L：

其中，a为设备工艺能实现的最小线宽，n为灰阶数量；

步骤S2：设计如下公式计算生成0到50％灰阶的像素图像参数r，如果没有严格的50％灰阶图像，则生成截止到最接近50％灰阶，但小于50％灰阶的那个序号灰阶像素，设其序号为m；

步骤S3：依次将0到m号像素图案的透光、不透光区反转，即得到50％灰阶到n灰阶图像，即i号灰阶对应的取反灰阶为n-i；

步骤S4：将待显示的目标数字图像转换成n个灰阶图像；

步骤S5：将已转换为n灰阶图像的目标数字图像像素，用步骤S1到步骤S3生成的，对应的n个灰阶像素图案替换，生成灰度图像。

进一步地，在步骤S1之前，预先确定灰阶数量n和确定设备工艺能实现的最小线宽a。

进一步地，在步骤S2中，所述像素图像参数r涉及区域为透光区域。

进一步地，在步骤S4中，基于任一颜色-灰度转换算法，将待显示的目标数字图像转换成n个灰阶图像。

进一步地，在步骤S5中，包括子步骤：目标图像上row行，col列灰度值为b的像素，在显示介质上用b号像素图案代替，其在所有像素图案构成的阵列中，位于row行，col列。

进一步地，在步骤S5中，像素图案间能够紧密无缝隙衔接，也能够留存任意设定的间隙，从而形成另一种风格的灰度图像。

进一步地，在步骤S1之前，预先设定序号0灰阶为“黑色”，50％灰阶为透光区和非透光区域比为1:1。

进一步地，在步骤S3中：1到50％灰阶像素图案中白色圆形区域圆心位于正方形黑色区域的中心；不同序号的灰阶像素图像，具有不同半径的白色圆形区域，其半径为步骤S2计算获得的r值；大于50％灰阶像素图案中，不同序号的灰阶图案，其黑色圆形区域具有不同的半径r值，半径r值的计算方法由步骤S3获得；n号灰阶图案的黑色圆形区域半径退化为0，即没有任何遮光区域。

一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器加载时，用于执行如上任一项所述方法。

一种显示设备，包括存储器和处理器，在存储器中存储有程序，所述程序被处理器加载时，用于执行如上任一项所述方法。

本发明的有益效果包括：

本发明提出了一种新的多灰阶图案生成方法，能够最大限度利用设备的“最小尺度结构生成能力”，或显像介质的“最小尺度结构稳固附着能力”，在同样等级设备、介质上，能够较传统方法生成更多灰阶的图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为0号灰阶图案；

图2为1到50％灰阶像素图案；

图3为大于50％灰阶像素图案；

图4为由2行、5列，共10个灰阶图案构成的数字图像阵列。

具体实施方式

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

本发明拟解决双态显像介质上多灰阶图像生成问题，最大限度利用设备的“最小尺度结构生成能力”，或介质的“最小尺度结构稳固附着能力”，在同样等级设备、介质上，能够较传统方法生成更多灰阶的图像。

在具体实施方式中，设定序号0灰阶为“黑色”，50％灰阶为透光区和非透光区域比为1:1。本发明提供的方法，包括如下步骤：

步骤1：确定灰阶数量n，确定设备工艺能实现的最小线宽a；

步骤2：利用如下公式计算图像像素边长L：

步骤3：按如下公式，生成0到50％灰阶的像素图像参数r，如没有严格的50％灰阶图像，则生成截止到最接近50％灰阶，但小于50％灰阶的那个序号灰阶像素，设其序号为m：

其中参数r涉及区域为透光区域；

步骤4：依次将0到m号像素图案的透光、不透光区反转，即得到50％灰阶到n灰阶图像，即：i号灰阶对应的取反灰阶为n-i；

步骤5：将待显示的目标数字图像，基于任意种颜色-灰度转换算法，将其转换成n个灰阶图像；

步骤6：依次将已经转换为n灰阶图像的目标数字图像像素，用步骤1-步骤4生成的，对应的n个灰阶像素图案替换。即，目标图像上row行，col列灰度值为b的像素，在显示介质上用b号像素图案代替，其在所有像素图案构成的阵列中，位于row行，col列。像素图案间可以紧密无缝隙衔接，也可以留存任意设定的间隙，从而形成另一种风格的灰度图像。

0号灰阶图案如图1所示，不失去一般性的，统一用黑色区域表示不透光区。

1到50％灰阶像素图案如图2所示，其中白色圆形区域圆心位于正方形黑色区域的中心。不同序号的灰阶像素图像，具有不同半径的白色圆形区域，其半径为本发明方法第3步中计算获得的r值。

大于50％灰阶像素图案如图3所示，大于50％灰阶的所有像素图像中，不同序号的灰阶图案，其黑色圆形区域具有不同的半径r值，其计算方法由本发明方法第4步获得。其中虚线正方形区域表示该像素图案像素边界，虚线边界不实际出现在显示的图案上。同样的，黑色圆形区域圆心与正方形像素区域中心重合。

n号灰阶图案，黑色圆形区域半径退化为0，即没有任何遮光区域。

由2行、5列，共10个灰阶图案构成的数字图像阵列，具有如图4所示，其中虚线区域表示图像的边界，并不实际出现在显像介质上。

实施例1

一种显像介质上的灰度图像生成方法，包括：

步骤S1：设计如下公式计算图像像素边长L：

其中，a为设备工艺能实现的最小线宽，n为灰阶数量；

步骤S2：设计如下公式计算生成0到50％灰阶的像素图像参数r，如果没有严格的50％灰阶图像，则生成截止到最接近50％灰阶，但小于50％灰阶的那个序号灰阶像素，设其序号为m；

步骤S3：依次将0到m号像素图案的透光、不透光区反转，即得到50％灰阶到n灰阶图像，即i号灰阶对应的取反灰阶为n-i；

步骤S4：将待显示的目标数字图像转换成n个灰阶图像；

步骤S5：将已转换为n灰阶图像的目标数字图像像素，用步骤S1到步骤S3生成的，对应的n个灰阶像素图案替换，生成灰度图像。

实施例2

在实施例1的基础上，在步骤S1之前，预先确定灰阶数量n和确定设备工艺能实现的最小线宽a。

实施例3

在实施例1的基础上，在步骤S2中，所述像素图像参数r涉及区域为透光区域。

实施例4

在实施例1的基础上，在步骤S4中，基于任一颜色-灰度转换算法，将待显示的目标数字图像转换成n个灰阶图像。

实施例5

在实施例1的基础上，在步骤S5中，包括子步骤：目标图像上row行，col列灰度值为b的像素，在显示介质上用b号像素图案代替，其在所有像素图案构成的阵列中，位于row行，col列。

实施例6

在实施例1的基础上，在步骤S5中，像素图案间能够紧密无缝隙衔接，也能够留存任意设定的间隙，从而形成另一种风格的灰度图像。

实施例7

在实施例1的基础上，在步骤S1之前，预先设定序号0灰阶为“黑色”，50％灰阶为透光区和非透光区域比为1:1。

实施例8

在实施例1的基础上，在步骤S3中：1到50％灰阶像素图案中白色圆形区域圆心位于正方形黑色区域的中心；不同序号的灰阶像素图像，具有不同半径的白色圆形区域，其半径为步骤S2计算获得的r值；大于50％灰阶像素图案中，不同序号的灰阶图案，其黑色圆形区域具有不同的半径r值，半径r值的计算方法由步骤S3获得；n号灰阶图案的黑色圆形区域半径退化为0，即没有任何遮光区域。

实施例9

一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器加载时，用于执行如上任一项所述方法。

实施例10

一种显示设备，包括存储器和处理器，在存储器中存储有程序，所述程序被处理器加载时，用于执行如实施例1～实施例8任一项所述方法。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种显像介质上的灰度图像生成方法，其特征在于，包括：

步骤S1：设计如下公式计算图像像素边长L：

其中，a为设备工艺能实现的最小线宽，n为灰阶数量；在步骤S1之前，预先设定序号0灰阶为“黑色”，50%灰阶为透光区和非透光区域比为1:1；

步骤S2：设计如下公式计算生成0到50%灰阶的像素图像参数r，如果没有严格的50%灰阶图像，则生成截止到最接近50%灰阶，但小于50%灰阶的那个序号灰阶像素，设其序号为m；

在步骤S2中，所述像素图像参数r涉及区域为透光区域；

步骤S3：依次将0到m号像素图案的透光、不透光区反转，即得到50%灰阶到n灰阶图像，即i号灰阶对应的取反灰阶为n-i；

步骤S4：将待显示的目标数字图像转换成n个灰阶图像；

步骤S5：将已转换为n灰阶图像的目标数字图像像素，用步骤S1到步骤S3生成的，对应的n个灰阶像素图案替换，生成灰度图像。

2.根据权利要求1所述的显像介质上的灰度图像生成方法，其特征在于，在步骤S1之前，预先确定灰阶数量n和确定设备工艺能实现的最小线宽a。

3.根据权利要求1所述的显像介质上的灰度图像生成方法，其特征在于，在步骤S4中，基于任一颜色-灰度转换算法，将待显示的目标数字图像转换成n个灰阶图像。

4.根据权利要求1所述的显像介质上的灰度图像生成方法，其特征在于，在步骤S5中，包括子步骤：目标图像上row行，col列灰度值为b的像素，在显示介质上用b号像素图案代替，其在所有像素图案构成的阵列中，位于row行，col列。

5.根据权利要求1所述的显像介质上的灰度图像生成方法，其特征在于，在步骤S3中：1到50%灰阶像素图案中白色圆形区域圆心位于正方形黑色区域的中心；不同序号的灰阶像素图像，具有不同半径的白色圆形区域，其半径为步骤S2计算获得的r值；大于50%灰阶像素图案中，不同序号的灰阶图案，其黑色圆形区域具有不同的半径r值，半径r值的计算方法由步骤S3获得；n号灰阶图案的黑色圆形区域半径退化为0，即没有任何遮光区域。

6.一种存储介质，其特征在于，存储有程序，所述程序被处理器加载时，用于执行如权利要求1~5任一项所述方法。

7.一种显示设备，其特征在于，包括存储器和处理器，在存储器中存储有程序，所述程序被处理器加载时，用于执行如权利要求1~5任一项所述方法。