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仿生显示:内涵、发展趋势与展望
1
作者 周雄图 杨伟权 +4 位作者 彭玉颜 张嘉伟 张永爱 吴朝兴 郭太良 《液晶与显示》 北大核心 2025年第11期1615-1635,共21页
随着数字经济时代到来,未来显示将朝着集多功能、智能化、高临场感和个性化等于一体的发展趋势。在未来显示器件中,通过仿生手段可以有效扩展人类自身的视觉功能,促进信息显示的功能拓展、光谱延升、阈值扩展、形态创新等。因此,显示技... 随着数字经济时代到来,未来显示将朝着集多功能、智能化、高临场感和个性化等于一体的发展趋势。在未来显示器件中,通过仿生手段可以有效扩展人类自身的视觉功能,促进信息显示的功能拓展、光谱延升、阈值扩展、形态创新等。因此,显示技术和仿生工程的深度融合有望更好实现未来显示看得清、看得远、看得真的梦想,具有广阔的发展空间。本文提出了仿生显示概念,首先从模仿人类和模仿其他生物体两方面出发,简要归纳了现有信息显示器件中采纳的仿生技术;其次展望了仿生显示的发展趋势和发展思路;最后建议围绕仿生显示重点开展生物启发显示材料与器件、仿生显示器件与系统集成技术、仿生信息处理与人机交互技术、视觉感知与健康显示评价等4项研究内容。 展开更多
关键词 仿生显示 未来显示 近眼显示 人工智能 视觉增强
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基于集成成像的共轴光学虚实融合3D显示
2
作者 武伟 王鹏 《长春工业大学学报》 2025年第2期149-154,共6页
提出了一种基于集成成像的共轴光学虚实融合3D显示系统,系统由集成成像3D显示器、半透半反镜和自由曲面镜组成。得益于集成成像3D显示系统的完美成像,将虚拟图像发出的光线经过半透半反镜反射到自由曲面镜上,且半透半反镜与自由曲面镜... 提出了一种基于集成成像的共轴光学虚实融合3D显示系统,系统由集成成像3D显示器、半透半反镜和自由曲面镜组成。得益于集成成像3D显示系统的完美成像,将虚拟图像发出的光线经过半透半反镜反射到自由曲面镜上,且半透半反镜与自由曲面镜在同一光轴上,利用半透半反镜的透射效应可观察到反射在自由曲面镜上的虚拟图像与自由曲面镜前方真实物体的像叠加在一起的效果,从而达到虚实融合立体显示的目的。实验结果证实了该共轴光学虚实融合3D显示系统的可行性,通过实时图像合成算法有效实现了虚拟图像与真实场景图像相结合的高清3D显示。文中研究为虚实融合3D显示提出新的系统模型,为提高虚拟3D图像质量以及虚实叠加图像的清晰度提供新的方法。 展开更多
关键词 集成成像 虚实融合3D显示 半透半反镜 共轴光学
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Micro-LED新型显示技术的现状、挑战及展望 被引量：2
3
作者 庄喆 刘斌 《科技导报》 北大核心 2025年第2期42-51,共10页
微型发光二极管(Micro-LED)具有较好的稳定性,是当前高亮显示应用的最佳选择,其具有高对比度、低响应时间、宽工作温区、低能耗和广视角等优势,成为当前产业界和学术界比较看好的新型显示技术。综述了Micro-LED新型显示技术的原理,对比... 微型发光二极管(Micro-LED)具有较好的稳定性,是当前高亮显示应用的最佳选择,其具有高对比度、低响应时间、宽工作温区、低能耗和广视角等优势,成为当前产业界和学术界比较看好的新型显示技术。综述了Micro-LED新型显示技术的原理,对比其与现有技术的性能,从材料、器件、集成和成本良率等几个角度探讨了Micro-LED新型显示技术的关键技术挑战。未来3~5年内,Micro-LED显示技术仍然会在材料、器件、集成等技术方面存在技术创新和重大突破的关键机会,该技术支撑着未来显示产业的发展,也是中国科技创新引领全球的一次重要科技革命。建议鼓励创新,营造良好的科技创新环境,通过产学研合作解决当前Micro-LED新型显示技术的关键问题。同时发挥市场和社会资本的作用,引导产业遵循技术发展和商业发展规律。Micro-LED显示产业尽管仍面临技术挑战,但增强现实等近眼显示设备的推出,可能彻底革新现有的显示产品形态,Micro-LED显示产业市场将可能迎来爆发式增长。 展开更多
关键词 Micro-LED新型显示 Micro-LED芯片 技术挑战 产业发展
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基于多路径增强特征的早期烟雾检测算法 被引量：1
4
作者 司盼召 何丽 +1 位作者 王宏伟 冉腾 《电子测量技术》 北大核心 2025年第7期142-151,共10页
早期烟雾检测是及时消除火灾隐患的有效手段,然而火灾早期的烟雾尺度小且扩散形式复杂,这使得其检测极具挑战性。针对以上问题,提出了一种基于多路径增强特征的早期烟雾检测算法MEF-YOLO。该算法采用QA-ELAN改进了骨干网络,实现了模型... 早期烟雾检测是及时消除火灾隐患的有效手段,然而火灾早期的烟雾尺度小且扩散形式复杂,这使得其检测极具挑战性。针对以上问题,提出了一种基于多路径增强特征的早期烟雾检测算法MEF-YOLO。该算法采用QA-ELAN改进了骨干网络,实现了模型复杂度和精度兼顾优化;并设计了FGCA自主增强样本区域间的特征差异,以有效捕捉烟雾的空间信息;且通过MEFAN优化特征融合路径,实现了跨层次特征间的直接交互,有效缓解了细节信息损失;又引入Wise-IOU损失函数,通过权重调整机制全面考虑位置和尺度信息,进而提高其在复杂场景的鲁棒性。实验结果表明,在不同光照以及小尺度烟雾、烟雾扩散等实验场景中,本研究提出的算法对早期烟雾的检测准确率高达92.5%,并且更具轻量化优势,参数量和GFLOPs分别下降了27.5%和30.6%。 展开更多
关键词 早期烟雾 YOLOv5 多路径增强特征聚合网络 注意力机制
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有源矩阵有机发光二极管显示驱动架构的演变
5
作者 周雷 刘嘉杰 +2 位作者 徐苗 吴为敬 彭俊彪 《液晶与显示》 北大核心 2025年第11期1636-1646,共11页
有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示技术以其高对比度、快速响应及柔性特性成为新型显示领域的主流技术之一,而像素驱动架构直接决定了显示品质与能耗。本文系统梳理了AMOLED像素驱动电路的技术发展:从早期2T1C架构的简易设计,到流水... 有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示技术以其高对比度、快速响应及柔性特性成为新型显示领域的主流技术之一,而像素驱动架构直接决定了显示品质与能耗。本文系统梳理了AMOLED像素驱动电路的技术发展:从早期2T1C架构的简易设计,到流水线补偿架构(如6T1C/7T1C)实现阈值电压(V_(th))内部实时补偿;进一步发展为LTPO宽频驱动架构,通过低温多晶硅与氧化物(LTPS&Oxide)混合TFT背板技术,支持1~120 Hz刷新率自适应调节,显著降低显示动态功耗;系统评述了阈值电压一次锁存(OTD)架构,创新性采用“存算一体”设计,实现V_(th)锁存与数据刷新的分离,将补偿频率降至数据刷新频率的1/N(如N=20,每20帧补偿一次V_(th)),高刷新率下动态功耗降低超50%。本文深入剖析了各驱动架构的电路原理、时序控制及功耗模型,并指出高迁移率稀土掺杂氧化物TFT(如Ln-IZO)与OTD架构的融合,将为低成本、低功耗AMOLED显示提供技术新路径。 展开更多
关键词 AMOLED像素驱动电路 阈值电压补偿 LTPO技术 一次锁存(OTD)架构 动态功耗
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基于YOLO与图像修复的仿真场景等效构设研究
6
作者 周佳乐 宋敏敏 +5 位作者 雷昊 刘建旭 曹卫卫 施瑶瑶 董大兴 刘友文 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期145-154,共10页
基于典型场景环境实测数据的仿真场景的等效构设,其相较于传统辐射渲染下的仿真模型搭建,展现了更高的准确度和逼真度,同时等效构设过程中形成的特征库也能支撑仿真建模校验。然而,场景等效构设过程中目标与背景的解耦问题一直是制约其... 基于典型场景环境实测数据的仿真场景的等效构设,其相较于传统辐射渲染下的仿真模型搭建,展现了更高的准确度和逼真度,同时等效构设过程中形成的特征库也能支撑仿真建模校验。然而,场景等效构设过程中目标与背景的解耦问题一直是制约其逼真度提升的关键难题。为此,本文提出了一种结合改进YOLOv8和Criminisi算法的背景解耦技术。首先,利用YOLOv8精确提取目标掩膜;接着,用改进Criminisi算法补全背景,保持结构连贯性。最后,通过泊松融合算法将目标与背景融合,提升仿真场景的逼真度。实验结果表明,用该方法等效构设的仿真环境与真实采集到的图像相似,解决了在仿真场景实时渲染过程中场景目标单一、构设逼真度不高等问题。 展开更多
关键词 图像处理 场景重建 YOLOv8 改进Criminisi算法 泊松融合
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高海拔地区科研望远镜sCMOS制冷型成像系统设计
7
作者 李玟汉 张恒 +3 位作者 刘昌华 邵蒙 卢昌正 吴志勇 《红外技术》 北大核心 2025年第1期19-28,共10页
为了满足我国高海拔地区大视场天文望远镜进行微光探测的需求,基于长光辰芯公司的高性能sCMOS(Scientific CMOS)探测器GSENSE1516BSI,以Xilinx公司的Kintex-7 FPGA为主控芯片,设计了低噪声、高灵敏度、热电制冷器(Thermo Electric Coole... 为了满足我国高海拔地区大视场天文望远镜进行微光探测的需求,基于长光辰芯公司的高性能sCMOS(Scientific CMOS)探测器GSENSE1516BSI,以Xilinx公司的Kintex-7 FPGA为主控芯片,设计了低噪声、高灵敏度、热电制冷器(Thermo Electric Cooler,TEC)主动制冷的成像系统,硬件部分包括sCMOS探测器外围电路、FPGA的读出电路和TEC主动制冷模块;软件部分包括时序控制模块、数据对齐接收训练模块和DDR3高速缓存模块。设计开发了大面阵像素数据的DDR3读写验证模块,可以在设计阶段预验证大面阵像素数据在DDR3子模块中缓存的可靠性,提前发现潜在的数据传输问题,优化了系统测试方案。最终经过整机测试,实验结果表明:设计的sCMOS成像系统工作稳定,读出噪声为4.33 e^(-),制冷温度可达-30℃,-30℃下暗电流为0.15e^(-)/pixel/s,可稳定进行4 k×4 k大面阵像素数据的读出,满足大视场天文观测需求。 展开更多
关键词 sCMOS图像传感器 成像驱动电路 DDR3 TEC制冷 FPGA
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具有纳米导模共振结构的偶氮染料薄膜偏振片研究(特邀)
8
作者 江昊男 范祯桂 +6 位作者 邱健滨 李元行 陈宇怀 郑文俊 杨思恩 陈恩果 郭海成 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期1-9,共9页
高性能薄膜偏振片一直是液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)技术领域的研究热点之一,相比于市面上常见的线栅偏振片,它在保持高二向色性的同时实现了小于微米级的厚度,是高对比度超薄LCD显示器的重要组成部分。偶氮染料(Azo Dye,AD)... 高性能薄膜偏振片一直是液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)技术领域的研究热点之一,相比于市面上常见的线栅偏振片,它在保持高二向色性的同时实现了小于微米级的厚度,是高对比度超薄LCD显示器的重要组成部分。偶氮染料(Azo Dye,AD)类各向异性材料因其光致转向和强各向异性吸收的特点,拥有制备简单、厚度薄、大二向色性比(Dichroic Ratio,DR)等优势,被看作是用于超薄LCD显示器的高性能薄膜偏振片的理想材料。然而,AD在强线偏振光照射下,分子排列易被破坏导致性能下降,分子结构调控可以使其稳定性提升,但同时也使DR性能急剧下滑,因此,对其进行结构化调控以提升性能亟需突破。通过在AD薄膜层上引入纳米导模共振周期性结构,将分子级各向异性吸收和结构级强共振吸收相结合,实现了AD薄膜偏振片的双重吸收增强。通过针对纳米导模共振单元和薄膜层厚度的优化,与150 nm单一AD薄膜偏振片相比,实现平均DR提升83.3%,最小和最大值分别达到40.5%和149.5%,而偏振片总体厚度仅为220 nm。这项研究为AD高性能薄膜偏振片的设计制备提供了思路,在高对比度超薄LCD显示设备的研制中具有重要意义。 展开更多
关键词 光取向技术 薄膜偏振片 偶氮染料 液晶显示
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不规则图案透明包装袋缺陷的多尺度智能检测
9
作者 沈忱 吴黎明 +1 位作者 王桂棠 张巧芬 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期112-120,共9页
针对现有不规则图案透明包装袋缺陷检测中低对比度及敏感度不足导致的多尺度异常、图案干扰、漏检等问题,提出一种基于YOLOv8s框架改进的YOLOv8s-CBW检测算法,在YOLOv8s的主干网络C2f模块中嵌入坐标注意力机制(CA),增强模型对低对比度... 针对现有不规则图案透明包装袋缺陷检测中低对比度及敏感度不足导致的多尺度异常、图案干扰、漏检等问题,提出一种基于YOLOv8s框架改进的YOLOv8s-CBW检测算法,在YOLOv8s的主干网络C2f模块中嵌入坐标注意力机制(CA),增强模型对低对比度、微小缺陷的空间特征定位与精细化辨识能力;通过双向特征金字塔网络(BiFPN)替换原有的PANet结构,优化多尺度特征融合效率;最后,引入动态聚焦的WIoU-v3损失函数提升边界框回归精度,替代传统的CIoU损失函数,提升模型对不规则形态缺陷的边界框回归精度与整体泛化性能。实验表明,相较于基准YOLOv8s型,YOLOv8s-CBW在参数量仅增加0.11×10^(6)、浮点数基本不变的情况下,在缺陷检测任务中mAP@0.5达到82.2%,提升了1.3%,mAP@0.5:0.95达到49.3%,提升了7.1%;与YOLOv5s、YOLOv6s等主流模型相比,算法的mAP@0.5分别提高2.3%与10.6%,在保持浮点数基本不变的前提下实现更优检测精度。证明通过轻量化改进的YOLOv8s-CBW在多尺度缺陷的检测中能够保证效率,显著提升稳定性,为包装袋自动化质检提供可靠解决方案。 展开更多
关键词 深度学习 YOLOv8 损失函数 双向特征金字塔网络
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基于ARINC661的DF文件状态管理方法研究
10
作者 梁杭煜 赵科东 +1 位作者 孙永荣 高玥明 《电子测量技术》 北大核心 2025年第2期84-91,共8页
在ARINC661座舱显示系统设计阶段,针对DF文件状态管理面临扩展性受限、存储效率低下等问题,提出了一种DF文件状态管理方法。首先,通过细化窗体部件属性结构与响应功能,构建了通用型窗体部件模型,便于窗体部件状态的统一管理;在此基础上... 在ARINC661座舱显示系统设计阶段,针对DF文件状态管理面临扩展性受限、存储效率低下等问题,提出了一种DF文件状态管理方法。首先,通过细化窗体部件属性结构与响应功能,构建了通用型窗体部件模型,便于窗体部件状态的统一管理;在此基础上,设计了分层动态存储结构,实现了目标状态的优化存储与快速定位;此外,针对DF文件状态的备份,研究了轻量化日志生成与解析技术,便于DF文件的版本修复。最后,利用几个典型的座舱显示画面对关键技术进行仿真测试,结果表明,该方法在设计阶段能快速准确地进行DF文件状态管理,具有良好的可扩展性和可靠性,且生成的状态日志相较于采用传统格式的日志,占用的内存空间减少了17.5%以上。 展开更多
关键词 座舱显示系统 DF文件 窗体部件模型 优化存储 版本修复
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量子点及其在显示领域研究进展
11
作者 李彦松 刘衡 +2 位作者 赵泽邦 赵谡玲 徐征 《科技导报》 北大核心 2025年第2期62-89,共28页
量子点以其高色纯度、高效率、可调光谱、广泛的光谱覆盖范围,以及低成本的溶液加工等诸多优点,成为新兴的显示领域材料。然而,无论是以光致发光为主的显示技术,还是发光二极管(QLEDs)显示技术,都面临着一些挑战,如器件寿命低、蓝光效... 量子点以其高色纯度、高效率、可调光谱、广泛的光谱覆盖范围,以及低成本的溶液加工等诸多优点,成为新兴的显示领域材料。然而,无论是以光致发光为主的显示技术,还是发光二极管(QLEDs)显示技术,都面临着一些挑战,如器件寿命低、蓝光效率低、镉基量子点毒性、图案化困难等。总结了量子点的物理特性、量子点的种类、发光机制及在显示领域的研究进展,介绍了镉基量子点QLEDs的研究进展,报道了最新三基色QLEDs的发光亮度、效率和器件寿命。总结了量子点图案化技术,分析了不同技术的优势和劣势。为进一步提高量子点在显示领域的应用,科研人员需要不断开拓和创新,攻克量子点的应用难题,实现自发光量子点显示。 展开更多
关键词 量子点 光致发光 量子点发光二极管 电致发光 量子点图案化
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基于车载显示器的双视角定向优化
12
作者 但有全 李聪婵 +5 位作者 窦虎 王璐 王帅 柴毅 刘浩霖 余新鹏 《液晶与显示》 北大核心 2025年第7期1003-1012,共10页
由于空间的限制,主、副驾驶员在观看车载显示器时常处于倾斜视角,车载显示器更容易受到环境光的干扰,往往会降低显示质量,使驾驶员难以识别显示信息,增加了驾驶风险。为此,本文提出了一种基于车载显示器的双视角定向优化的光学微纳膜(OM... 由于空间的限制,主、副驾驶员在观看车载显示器时常处于倾斜视角,车载显示器更容易受到环境光的干扰,往往会降低显示质量,使驾驶员难以识别显示信息,增加了驾驶风险。为此,本文提出了一种基于车载显示器的双视角定向优化的光学微纳膜(OMNF)技术,旨在优化主、副驾驶员观看车载显示器时的视角特性。该技术通过设计一种特定结构的光学微纳膜,并将其贴附于车载显示屏表面,能够将显示屏发出的主光调制到主、副驾驶员的视角范围内。仿真结果表明,针对主、副驾驶员的视角,采用该技术的显示屏亮度提高了约35%,暗态漏光减少50%,对比度提高1.5倍以上。这些数据表明,本文所提出的技术在提升驾驶员视角显示质量方面具有显著效果,能够为驾驶员提供更清晰、易读的车载显示体验,从而进一步提升行车安全性。 展开更多
关键词 光学微纳膜 车载显示 双视角 视角优化
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载流子注入速率调控实现高效稳定的量子点发光二极管
13
作者 陈烨 杨尊先 郭太良 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第4期317-325,共9页
基于量子点(QDs)的发光二极管器件(QLEDs)因其出色的色彩饱和度和方便的溶液制造工艺而引起了学术界的极大兴趣。目前,镉基红绿蓝光QLEDs的外量子效率(EQE)都已经达到理论极限,但是还存在严重的载流子注入不平衡的现象,这会导致器件的... 基于量子点(QDs)的发光二极管器件(QLEDs)因其出色的色彩饱和度和方便的溶液制造工艺而引起了学术界的极大兴趣。目前,镉基红绿蓝光QLEDs的外量子效率(EQE)都已经达到理论极限,但是还存在严重的载流子注入不平衡的现象,这会导致器件的稳定性和寿命大幅度降低。文章通过一种简单的方法对电子传输层(ETL)进行掺杂处理,从而降低电子迁移率,使器件实现更为平衡的载流子注入。在ZnMgO的乙醇溶液中加入适量的乙醇胺(EA)溶液,胺根离子(NH_(2)^(-))可以填补ZnMgO中的氧空位,从而调控ZnMgO的电子迁移率。对比于控制器件,优化器件的EQE提升到14.6%,电流效率(CE)提升到60.7 cd/A,分别提升了1.87倍和1.94倍,同时峰值亮度达到252402 cd/m^(2)。 展开更多
关键词 量子点发光二极管 电子传输层 载流子注入 乙醇胺
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基于柱透镜光栅的曲面光场3D显示(特邀)
14
作者 唐骏 杨洁 +3 位作者 白玉成 赵崇吉 陈宇昂 邓欢 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期17-24,共8页
光场3D显示是一种极具潜力的裸眼3D显示技术,传统的平面光场3D显示系统存在3D视角狭窄的问题,曲面光场3D显示系统能明显增大3D视角。文中设计了一种基于柱透镜光栅的曲面光场3D显示系统,针对透镜非整数倍覆盖像素的情况,提出了一种基于... 光场3D显示是一种极具潜力的裸眼3D显示技术,传统的平面光场3D显示系统存在3D视角狭窄的问题,曲面光场3D显示系统能明显增大3D视角。文中设计了一种基于柱透镜光栅的曲面光场3D显示系统,针对透镜非整数倍覆盖像素的情况,提出了一种基于逆向光线跟踪的独立相机拍摄方法。该方法为曲面显示屏上的每个像素设置了一个独立的虚拟相机来确定光线的原点与方向,结合逆向光线跟踪技术,记录碰撞点的RGB信息,可以高效、便捷地生成曲面光场图像。本文建立了以曲面系统中心为原点的空间坐标系,通过独立分析横截面的方式,计算出所有像素及虚拟相机的空间位置,确定了图像渲染所需的所有光线矢量。实验搭建了由分辨率为3 840×2 160的曲面显示屏和柱透镜光栅组成的曲面光场3D显示装置,实验结果表明文中的方法可以为该系统生成正确的曲面光场图像,在左27°到右27°的大视角范围内,呈现出清晰、视差平滑连续、立体感明显的3D图像。该方法也为未来异型显示屏的光场图像生成提供了思路。 展开更多
关键词 光场3D显示 3D视角 独立相机拍摄 曲面光场图像
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基于动态比较的硅基OLED微显示器接口设计
15
作者 王杰 季渊 +2 位作者 金忠蓓 张引 刘兴艳 《液晶与显示》 北大核心 2025年第9期1289-1295,共7页
本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light Emitting Diode,OLED)微显示器在高分辨率、高灰度级及高刷新率下数据量过大的问题,设计了一种应用于2k×2k微显示器的动态比较低功耗接口电路。目前,低功耗接口主要采用高速低压差分信... 本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light Emitting Diode,OLED)微显示器在高分辨率、高灰度级及高刷新率下数据量过大的问题,设计了一种应用于2k×2k微显示器的动态比较低功耗接口电路。目前,低功耗接口主要采用高速低压差分信号(LVDS)传输方式,接收端的模拟比较器存在较大静态功耗。提出的接口电路采用动态比较的方式接收数据和控制信号,降低了电路的整体功耗。实验结果表明,基于110 nm工艺,接收器在1.2 V工作电压、输入信号摆幅100 mV、时钟频率为1.25 GHz下能够正确接收到数据,且单路动态比较接收器的功耗为160.7μW,对比传统接收器电路功耗降低29.4%,整体功耗为4.01 mW。动态比较接口电路为未来更高要求的数字驱动微显示器电路提供了一种新的接口电路设计方案。 展开更多
关键词 硅基OLED 微显示器 动态比较接口 低功耗
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基于LED球幕显示的线性插值算法及FPGA硬件实现
16
作者 温元毅 董家昌 +2 位作者 郑喜凤 范翊 曹慧 《液晶与显示》 北大核心 2025年第10期1458-1469,共12页
针对LED球幕显示屏在较高纬度区域因物理像素衰减导致的图像失真与分辨率失配问题,提出一种基于LED球幕显示的线性插值算法并在FPGA平台上进行硬件实现,旨在减少LED球幕显示中的图像失真与数据缺失。首先,构建了动态平面-球面像素插值模... 针对LED球幕显示屏在较高纬度区域因物理像素衰减导致的图像失真与分辨率失配问题,提出一种基于LED球幕显示的线性插值算法并在FPGA平台上进行硬件实现,旨在减少LED球幕显示中的图像失真与数据缺失。首先,构建了动态平面-球面像素插值模型,通过引入插值步长参数将浮点运算转化为定点整数运算。其次,提出基于立体角分析的动态步长调控机制,根据像素密度差异自适应调整插值精度。然后,设计全流水线硬件架构,将坐标变换、像素重采样及插值计算深度协同,通过FIFO数据重映射模块实现低处理延时。实验结果表明,与直接显示在球幕屏上的图像对比,经本算法处理后的球幕显示图像的平均峰值信噪提升10.41%,结构相似性值平均提高0.36%,图像信息熵平均增加1.60 bit。同时,算法在FPGA硬件平台上实现时,单帧数据处理时间低于0.19 ms。本文方法有效解决了球幕屏显示过程中的图像失真与分辨率失配问题,且算法复杂度低、硬件资源占用少,处理延时低,满足高帧率强交互场景的实时处理需求。 展开更多
关键词 LED球幕屏 线性插值算法 FPGA 实时处理
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柱透镜阵列分割单元分析的光场显示设备摩尔纹仿真方法
17
作者 张芷葳 温旭东 +4 位作者 高鑫 桑新柱 颜玢玢 邢树军 于迅博 《液晶与显示》 北大核心 2025年第5期697-706,共10页
由于液晶显示设备的像素和柱透镜阵列的结构存在周期性,柱透镜三维光场显示设备在特定的柱透镜倾角范围内会产生摩尔纹。摩尔纹叠加在显示内容上,严重影响观看体验。通常采用改变柱透镜倾角的方法来抑制摩尔纹。为确定摩尔纹被抑制时的... 由于液晶显示设备的像素和柱透镜阵列的结构存在周期性,柱透镜三维光场显示设备在特定的柱透镜倾角范围内会产生摩尔纹。摩尔纹叠加在显示内容上,严重影响观看体验。通常采用改变柱透镜倾角的方法来抑制摩尔纹。为确定摩尔纹被抑制时的柱透镜倾角,本文提出了一种柱透镜阵列分割单元分析的光场显示设备摩尔纹可视化仿真方法。根据几何光学原理分析柱透镜单元的成像特性,模拟光线通过柱透镜单元后的成像结果。将模拟的成像结果进行拼接以重构完整的光场显示效果,从而实现摩尔纹的可视化仿真。实验结果表明,本文提出的方法实现了整体光场显示效果与局部光场显示结构的可视化。可设置的柱透镜阵列倾角的范围为0°~90°,满足不同柱透镜光栅下的光场显示设备的摩尔纹预测,有效辅助了柱透镜阵列的设计。 展开更多
关键词 摩尔纹 可视化仿真 光场显示 RGB颜色模型
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基于色差的自适应权重亚像素渲染算法
18
作者 董家昌 温元毅 +3 位作者 郑喜凤 黄德举 毛新越 赵丽婷 《液晶与显示》 北大核心 2025年第9期1275-1288,共14页
Micro-LED显示通过亚像素复用技术实现了超越显示器物理分辨率的图像呈现,从而在提升感知分辨率的同时有效降低了生产成本。然而,传统针对RGB三角排布的不加权平均渲染算法容易导致颜色失真问题,进而严重影响图像显示质量和用户的观看... Micro-LED显示通过亚像素复用技术实现了超越显示器物理分辨率的图像呈现,从而在提升感知分辨率的同时有效降低了生产成本。然而,传统针对RGB三角排布的不加权平均渲染算法容易导致颜色失真问题,进而严重影响图像显示质量和用户的观看体验。为解决这一问题,本文提出了一种基于色差的自适应权重亚像素渲染算法。该算法由图像预处理模块、颜色空间转换模块、自适应权重计算模块和亚像素渲染模块构成。首先,图像预处理模块对输入图像进行边界扩展,确保在后续亚像素渲染过程中不会出现越界问题。接着,颜色空间转换模块将读取到的像素进行通道分离与扩展,并从sRGB颜色空间转换至CIELab颜色空间。随后,自适应权重计算模块通过计算像素间色差的极差实现场景匹配,为输出亚像素赋值。若未能匹配到对应场景,则选取中心像素,并根据相邻像素的色差计算权重值。最后,亚像素渲染模块依据权重值计算输出亚像素的灰度值,完成最终图像的渲染。实验结果表明,相较于传统的不加权平均亚像素渲染算法,本文提出的基于色差的自适应权重亚像素渲染算法在DIV2K数据集上的表现更为优异。具体而言,均方误差降低了14.53761,峰值信噪比提升了0.82821 dB,结构相似度提高了0.01496,特征相似性指数提高了0.00083,视觉信息保真度提高了0.00966。该算法显著抑制了颜色失真问题,有效提升了显示质量及用户的观看体验。 展开更多
关键词 Micro-LED 亚像素复用 色差 自适应权重分配 亚像素渲染
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基于仿真图像评价的光栅立体显示器优化方法
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作者 洪逸飞 聂子涵 +1 位作者 桑新柱 邢树军 《液晶与显示》 北大核心 2025年第5期716-726,共11页
光栅立体显示器是目前最热门的裸眼三维显示器之一,对其进行参数优化是显示器设计过程中的关键步骤。本文提出了一种基于仿真图像评价的光栅立体显示器优化方法,该方法基于已有的光栅立体显示器仿真平台,通过评估仿真图像而非光学指标... 光栅立体显示器是目前最热门的裸眼三维显示器之一,对其进行参数优化是显示器设计过程中的关键步骤。本文提出了一种基于仿真图像评价的光栅立体显示器优化方法,该方法基于已有的光栅立体显示器仿真平台,通过评估仿真图像而非光学指标的方式来评价显示器显示质量,更加直观与便捷。邀请评测者展开主观实验,选出了最适合评价三维显示器仿真图像的评估标准LPIPS(Learned Perceptual Image Patch Similarity)。使用贝叶斯方法对柱透镜光栅立体显示器参数进行联合优化实验,并与Zemax传统光学优化结果进行比较,中心视场的弥散斑半径为15.567μm,边缘视场的弥散斑半径为89.744μm,均满足经验要求的设计标准。实验结果表明,该方法能够正确优化显示器的常用参数,并达到与传统光学设计软件一致的效果。该方法在光栅立体显示器的优化设计中具有显著潜力,为裸眼三维显示器设计流程提供了一种新思路。 展开更多
关键词 光栅立体显示器 可视化仿真 图像质量评估 贝叶斯优化
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基于色彩空间变换的电润湿电子纸色彩校正
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作者 毛文杰 林珊玲 +5 位作者 林坚普 梅婷 王廷雨 蔡苾芃 张建豪 林志贤 《光电工程》 北大核心 2025年第2期31-43,共13页
电润湿电子纸采用减色混色系统进行色彩显示,色域较小,容易发生色彩失真,且依赖环境光的漫反射,亮度不足。为解决这些问题,提出一种基于彩色电润湿的色彩空间转换和图像自适应增强算法。该算法将图像从RGB色彩空间转换到HSV空间,并使用C... 电润湿电子纸采用减色混色系统进行色彩显示,色域较小,容易发生色彩失真,且依赖环境光的漫反射,亮度不足。为解决这些问题,提出一种基于彩色电润湿的色彩空间转换和图像自适应增强算法。该算法将图像从RGB色彩空间转换到HSV空间,并使用CLAHE对饱和度进行均匀分布处理,改善色彩表现。亮度通道通过引导滤波和改进的Retinex算法进行增强,保留细节与边缘信息,使电润湿电子纸在相同光照下依旧保持真实视觉效果。实验结果表明,该算法在PSNR、SSIM、FSIM和FSIMc上分别提高了19%、10.8%、19.19%和19.54%,显著优化电润湿电子纸的显示效果,为其市场化应用提供有力支撑。 展开更多
关键词 彩色电润湿电子纸 色彩空间变换 图像增强 直方图均衡
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