半色調視訊影像驅動波形

為了解決擴散造成像素灰階狀態的不穩定性，本論文將停留的像素作了擾 動，且盡量將灰階狀態驅回本身該停留之狀態，使像素被擴散影響的程度降 低。

本論文 3.1 節的實驗結果說明了停留不驅動的時間越久，粒子驅動的速度越 快，但若使像素粒子處於不斷驅動的活化狀態，驅動速度等同停留時間為零的 驅動時間，因此利用這點，將面板具有停留狀態的像素持續作擾動，使面板所 有的像素粒子皆處於被活化的狀態，使其驅動特性穩定而不受停留時間影響。

擾動的波形如圖 4-5 所示，其中+15V 為驅至白色，-15V 為驅至黑色。擾動波形 不斷的正負驅動，可使像素粒子處於活化的狀態。

圖 4-5 擾動波形

在電泳式顯示器上顯示靜態圖片後，接著經由擾動波形不斷的正負驅動持 續數個週期，實驗方式如圖 4-6，發現影像的灰階開始有變化，白色變得更深 色，黑色變得更淺色。因此本論文實驗在電泳式顯示器上顯示 16 階灰階後，接 著經由擾動波形不斷的正負驅動持續數個週期，實驗結果如圖 4-7，可發現經過 不同週期的擾動波形後，各灰階皆往中間灰階的方向移動，黑色狀態的灰階將 變淺，白色狀態的灰階將變深，因此在擾動數個週期後需要再驅回原本像素粒 子該有的灰階(這裡指黑或白)。

圖 4-6 經過擾動波形所顯示的結果

圖 4-7 16 灰階經過擾動波形的結果

本論文設計了一組擾動波形，接著再以 3.2 節中，圖 3-10 與圖 3-12 的實驗 方法，在像素粒子經過擾動數個週期後驅回原本像素粒子該有的狀態，因電泳 式顯示器的特性，其反應速度不夠快，因此若播放視訊影像時，擾動波形使灰 階變化太過明顯，顯示效果將會不佳。但若選擇驅動 1 個週期，灰階變化並不 大，此時若驅回原本狀態則可能造成像素粒子過驅而影響面板壽命，因此根據 量測結果，波形擾動週期與驅動至原灰階之時間(N ms)可依照各種面板之不同特 性調整參數，以達到播放視訊影像之最佳品質，根據面板特性，波形擾動 2 個到

4 個週期時間，驅動至原灰階之時間(N ms)為 10ms 到 30ms 可達到不錯的結果。

黑色停留像素之擾動波形如圖 4-8 所示，白色停留像素之擾動波形如圖 4-9 所 示，像素狀態由黑驅動至白如圖 4-10 所示，像素狀態由白驅動至黑如圖 4-11 所 示。

圖 4-8 黑色停留像素之擾動波形

圖 4-9 白色停留像素之擾動波形

圖 4-10 由黑驅白的波形

圖 4-11 由白驅黑的波形

4.2.1 實驗結果

為了驗證此擾動波形可行，在 3.2 節中，圖 3-10 與圖 3-12 的實驗方法，本 論文在電泳式顯示器經活化、重置至黑後顯示一個黑白交錯的方塊，State 1 的白 色方塊區域由 State 1 的黑色狀態驅動到 State 2 的白色後再度驅回黑色，如圖 3-10 所示，但黑色方塊區域像素粒子則以本論文所設計的擾動波形做擾動，最後顯 示如 State3，實驗結果如圖 4-12，可發現維持不動的黑色方塊區域被白色方塊擴 散的問題已被改善。相反的圖 3-12 的實驗方法也是如此，實驗結果如圖 4-13 所 示。

上述實驗改善了部分擴散現象的影響，然而停留的像素粒子經過擾動波形 的驅動後，雖然降低了被相鄰像素擴散影響程度，但若相鄰像素狀態不同，即 使經過擾動波形後，還是有擴散的問題產生，且無法掌握黑色與白色的擴散程 度，造成鄰近像素粒子狀態不同時的互相擴散，若要播放具有影像細節的二階 半色調視訊影像，其影像非常依賴每個像素皆處於穩定的黑或白之灰階狀態，

若有此現象則播放效果將會不佳，為了改善此擴散問題，本論文利用 Jarvis, Judice and Ninke Dithering 將多灰階影像處理成二階半色調，不同於 Floyd Steinberg Dithering，Jarvis, Judice and Ninke Dithering 所使用的矩陣範圍較大，

可將像素擴散至更遠的位置，本論文利用這個特點，降低彼此相鄰像素的變化 頻率，可使像素粒子在驅動時所產生的擴散現象減至最低的程度。