基于GPU的电子墨水屏驱动方法、装置、介质及设备与流程

本技术涉及电子墨水屏，尤其涉及一种基于gpu的电子墨水屏驱动方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、电子墨水屏设备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”。电子墨水屏设备一般通过电子墨水屏进行画面显示，电子墨水屏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。而为了控制每个像素对应的墨水胶囊的变化，得到预想的像素灰阶值，现有技术会通过向电子墨水屏的显示控制器发送屏幕驱动波形数据，而屏幕驱动波形数据包含了前述墨囊两电极之间的电压差(驱动电压)的变化信号以及该变化信号的持续时间(以帧的形式表征)，显示控制器根据屏幕驱动波形数据来控制墨水胶囊，使像素灰度值发生变化。因此，当屏幕驱动波形数据被施加至对应的各个屏幕像素后，电子墨水屏可显示出预想的待显示画面。

2、现有的电子墨水屏驱动技术中，需要由cpu或epdc来驱动电子墨水屏进行刷新，而驱动电子墨水屏刷新，需要计算每个像素的驱动波形数据，cpu处理这种大吞吐量的计算过程的效率已经无法满足本领域开发人员的要求，并且，若驱动电子墨水屏刷新占用过多的cpu资源，也会导致系统的其他正常功能无法获取更多的cpu资源；此外，epdc一般搭载在专用芯片上，存在功能固定、更新换代慢的问题，因此，需要研究一种新的效率更高且易于迭代的电子墨水屏驱动方法。

技术实现思路

1、本技术的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中通过cpu或epdc来驱动电子墨水屏进行刷新，导致刷新效率低、更新换代慢的技术缺陷。

2、本技术提供了一种基于gpu的电子墨水屏驱动方法，所述方法包括：

3、获取电子墨水屏中的当前画面对应的待显示画面，所述待显示画面为原始彩色数据；

4、将所述原始彩色数据中的各个像素经并行处理后，转换为与当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据，所述待显示灰阶数据中包含多个待计算波形数据的目标像素；

5、通过计算单元和处理单元并行计算出各个目标像素的屏幕驱动波形数据，并利用各个目标像素的屏幕驱动波形数据对所述电子墨水屏中的当前画面进行更新。

6、可选地，将所述原始彩色数据中的各个像素经并行处理后，转换为与当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据，包括：

7、将所述原始彩色数据中的各个像素经并行处理后转换为初始灰阶数据；

8、判断所述初始灰阶数据的灰阶级数与当前屏幕刷新模式的灰阶级数是否相同；

9、若不同，则利用抖动算法对所述初始灰阶数据进行降阶处理，得到与所述当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据；

10、若相同，则将所述初始灰阶数据作为与所述当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据。

11、可选地，将所述原始彩色数据中的各个像素经并行处理后转换为初始灰阶数据，包括：

12、对所述原始彩色数据中的各个像素的颜色值对应的初始灰阶值进行并行计算，并根据并行计算结果将所述原始彩色数据转换为初始灰阶数据。

13、可选地，所述利用抖动算法对所述初始灰阶数据进行降阶处理，还包括：

14、确定利用抖动算法对所述初始灰阶数据进行降阶处理时的并行处理策略；

15、根据所述并行处理策略对所述初始灰阶数据中的各个像素进行抖动处理。

16、可选地，所述通过计算单元和处理单元并行计算出各个目标像素的屏幕驱动波形数据，包括：

17、针对每一目标像素：

18、通过计算单元和处理单元确定该目标像素在所述当前画面中的当前灰阶值，以及在所述待显示灰阶数据中的待显示灰阶值；

19、根据所述当前灰阶值、所述待显示灰阶值以及所述当前屏幕刷新模式，从预先保存的波形文件数据中依次获取与该目标像素的多个波形序列帧对应的波形数据，并形成该目标像素的屏幕驱动波形数据。

20、可选地，所述根据所述当前灰阶值、所述待显示灰阶值以及所述当前屏幕刷新模式，从预先保存的波形文件数据中依次获取与该目标像素的多个波形序列帧对应的波形数据，并形成该目标像素的屏幕驱动波形数据，包括：

21、确定待获取的当前波形序列帧的记录数据以及该目标像素的总序列帧数；

22、将所述当前灰阶值、所述待显示灰阶值、所述当前屏幕刷新模式以及所述记录数据作为该目标像素的波形查找索引；

23、依据所述波形查找索引从预先保存在内存中的波形文件数据中查找并获取与该目标像素的当前波形序列帧对应的波形数据；

24、根据所述记录数据以及所述总序列帧数判断该目标像素的波形序列帧是否全部获取完毕；

25、若是，则将获取到的所有波形序列帧对应的波形数据作为该目标像素的屏幕驱动波形数据；

26、否则，对所述记录数据进行更新后，返回执行将所述当前灰阶值、所述待显示灰阶值、所述当前屏幕刷新模式以及所述记录数据作为该目标像素的波形查找索引的步骤，直到该目标像素的波形序列帧全部获取完毕为止。

27、可选地，所述根据所述当前灰阶值、所述待显示灰阶值以及所述当前屏幕刷新模式，从预先保存的波形文件数据中依次获取与该目标像素对应的多个波形序列帧，并形成该目标像素的屏幕驱动波形数据，包括：

28、根据所述当前灰阶值、所述待显示灰阶值以及所述当前屏幕刷新模式，从预先保存在内存中的波形文件数据中匹配到该目标像素的起始序列帧或结束序列帧对应的位置信息；

29、根据所述位置信息，从所述波形文件数据中自动获取该目标像素的所有波形序列帧对应的波形数据，并形成该目标像素的屏幕驱动波形数据。

30、可选地，所述利用各个目标像素的屏幕驱动波形数据对所述电子墨水屏中的当前画面进行更新，包括：

31、将各个目标像素的屏幕驱动波形数据发送至电子墨水屏设备的显示数据发送模块，并通过所述显示数据发送模块将各个目标像素的屏幕驱动波形数据发送至所述电子墨水屏中进行显示，以对所述当前画面进行更新。

32、可选地，所述利用各个目标像素的屏幕驱动波形数据对所述电子墨水屏中的当前画面进行更新，包括：

33、将各个目标像素的屏幕驱动波形数据及对应的时序信号发送至电子墨水屏设备的显示数据发送模块，并通过所述显示数据发送模块按照对应的时序信号将各个目标像素的屏幕驱动波形数据发送至所述电子墨水屏中进行显示，以对所述当前画面进行更新。

34、可选地，将所述原始彩色数据中的各个像素经并行处理后，转换为与当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据之前，所述方法还包括：

35、接收渲染指令，根据所述渲染指令对所述待显示画面进行渲染后得到原始彩色数据，将所述原始彩色数据保存至第一缓冲区；

36、其中，所述第一缓冲区用于保存所述电子墨水屏每次刷新后的屏幕画面对应的原始彩色数据。

37、可选地，所述通过计算单元和处理单元并行计算出各个目标像素的屏幕驱动波形数据之前，所述方法还包括：

38、将所述待显示灰阶数据保存至第二缓冲区；其中，所述第二缓冲区用于保存所述电子墨水屏每次刷新后的屏幕画面对应的灰阶数据。

39、可选地，所述gpu包括第一缓冲区和第二缓冲区，所述第一缓冲区用于保存所述电子墨水屏每次刷新后的屏幕画面对应的原始彩色数据，所述第二缓冲区用于保存所述电子墨水屏每次刷新后的屏幕画面对应的灰阶数据；

40、所述方法还包括：

41、若检测到所述当前屏幕刷新模式发生变化时，判断变化后的屏幕刷新模式与变化前的屏幕刷新模式对应的目标灰阶是否相同；

42、若相同，则无需对所述第二缓冲区中保存的当前画面对应的灰阶数据进行更新；

43、若不同，则从所述第一缓冲区中获取所述当前画面对应的原始彩色数据，并将该原始彩色数据中的各个像素经并行处理后，转换为与变化后的屏幕刷新模式对应的灰阶数据，利用该灰阶数据对所述电子墨水屏的屏幕画面以及所述第二缓冲区中保存的当前画面对应的灰阶数据进行更新。

44、可选地，所述获取电子墨水屏中的当前画面对应的待显示画面之前，所述方法还包括：

45、接收cpu发送的初始化命令和波形文件；

46、根据所述初始化命令，为后续访问所述波形文件时产生的计算参数及计算结果，预先分配存储空间。

47、可选地，所述接收cpu发送的初始化命令，包括：

48、在cpu的当前负载超出预设负载阈值时，接收所述cpu发送的初始化命令。

49、可选地，所述方法还包括：

50、若并行计算时使用到的所有数据均为经cpu转换后的gpu可处理的纹理格式数据，则在基于所述纹理格式数据进行并行计算并得到计算结果后，将所述计算结果发送至所述cpu，以使所述cpu将所述计算结果转换为屏幕驱动可处理的数据格式发送至所述电子墨水屏。

51、本技术还提供了一种基于gpu的电子墨水屏驱动装置，包括：

52、数据获取模块，用于获取电子墨水屏中的当前画面对应的待显示画面，所述待显示画面为原始彩色数据；

53、数据转换模块，用于将所述原始彩色数据中的各个像素经并行处理后，转换为与当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据，所述待显示灰阶数据中包含多个待计算波形数据的目标像素；

54、屏幕更新模块，用于通过计算单元和处理单元并行计算出各个目标像素的屏幕驱动波形数据，并利用各个目标像素的屏幕驱动波形数据对所述电子墨水屏中的当前画面进行更新。

55、本技术还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述基于gpu的电子墨水屏驱动方法的步骤。

56、本技术还提供了一种电子墨水屏设备，包括：一个或多个处理器，以及存储器；

57、所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时，执行如上述实施例中任一项所述基于gpu的电子墨水屏驱动方法的步骤。

58、从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：

59、本技术提供的基于gpu的电子墨水屏驱动方法、装置、介质及设备，在对电子墨水屏进行驱动更新时，可以通过gpu来获取电子墨水屏中的当前画面对应的待显示画面，由于该待显示画面为原始彩色数据，因此，本技术可以通过gpu将原始彩色数据中的各个像素经并行处理后，转换为与当前屏幕刷新模式对应的待显示灰阶数据，这样可以快速得到待显示灰阶数据，该待显示灰阶数据中包含多个待计算波形数据的目标像素，本技术可以通过计算单元和处理单元并行计算出各个目标像素的屏幕驱动波形数据后，利用各个目标像素的屏幕驱动波形数据对电子墨水屏中的当前画面进行更新，从而进一步提高电子墨水屏的屏幕画面更新效率，并且，上述计算过程可以通过软件程序的方式在gpu上运行，开发人员可通过更新程序来对计算过程的优化，方便快捷，并可以减少对cpu的资源占用，以便系统的其他正常功能获取更多的cpu资源。