将图像转换为 3 色电子墨水显示屏时出现问题

Question

我正在尝试将图像文件处理为可以在黑/白/红电子墨水显示器上显示的内容，但我遇到了输出分辨率的问题。

根据显示的示例代码，它需要两个字节数组（一个用于黑/白，一个用于红色），每个 15,000 字节。电子墨水显示屏的分辨率为400x300。

我使用以下 Python 脚本生成两个 BMP 文件：一个用于黑/白，一个用于红色。这一切都有效，但每个文件大小为 360,000 字节，无法容纳 ESP32 内存。输入图像（PNG 文件）为 195,316 字节。

我正在使用的库有一个名为

EPD_4IN2B_V2_Display(BLACKWHITEBUFFER, REDBUFFER);

的函数，它希望将完整图像（一个用于黑白通道，一个用于红色通道）存储在内存中。但是，对于这些图像尺寸，它不适合 ESP32。而且，该示例对每个颜色通道（BW、R）使用 15KB，所以我觉得我在图像处理中遗漏了一些必要的东西来完成这项工作。

任何人都可以阐明我所缺少的内容吗？我如何更新 Python 图像处理脚本来解决这个问题？

我正在使用Waveshare 4.2英寸电子墨水显示屏和Waveshare ESP32驱动板。很多 Python 代码都是基于 this StackOverflow post 但我似乎找不到问题。

import io
import traceback
from wand.image import Image as WandImage
from PIL import Image

# This function takes as input a filename for an image
# It resizes the image into the dimensions supported by the ePaper Display
# It then remaps the image into a tri-color scheme using a palette (affinity)
# for remapping, and the Floyd Steinberg algorithm for dithering
# It then splits the image into two component parts:
# a white and black image (with the red pixels removed)
# a white and red image (with the black pixels removed)
# It then converts these into PIL Images and returns them
# The PIL Images can be used by the ePaper library to display
def getImagesToDisplay(filename):
    print(filename)
    red_image = None
    black_image = None
    try:
        with WandImage(filename=filename) as img:
            img.resize(400, 300)
            with WandImage() as palette:
                with WandImage(width = 1, height = 1, pseudo ="xc:red") as red:
                    palette.sequence.append(red)
                with WandImage(width = 1, height = 1, pseudo ="xc:black") as black:
                    palette.sequence.append(black)
                with WandImage(width = 1, height = 1, pseudo ="xc:white") as white:
                    palette.sequence.append(white)
                palette.concat()
                img.remap(affinity=palette, method='floyd_steinberg')
                
                red = img.clone()
                black = img.clone()

                red.opaque_paint(target='black', fill='white')
                black.opaque_paint(target='red', fill='white')
                
                red_image = Image.open(io.BytesIO(red.make_blob("bmp")))
                black_image = Image.open(io.BytesIO(black.make_blob("bmp")))

                red_bytes = io.BytesIO(red.make_blob("bmp"))
                black_bytes = io.BytesIO(black.make_blob("bmp"))

    except Exception as ex:
        print ('traceback.format_exc():\n%s',traceback.format_exc())

    return (red_image, black_image, red_bytes, black_bytes)


if __name__ == "__main__":
    print("Running...")

    file_path = "testimage-tree.png"
    with open(file_path, "rb") as f:
            image_data = f.read()

    red_image, black_image, red_bytes, black_bytes = getImagesToDisplay(file_path)

    print("bw: ", red_bytes)
    print("red: ", black_bytes)

    black_image.save("output/bw.bmp")
    red_image.save("output/red.bmp")

    print("BW file size:", len(black_image.tobytes()))
    print("Red file size:", len(red_image.tobytes()))

Answer 1

根据要求，如果它可能对未来的读者有用，我会更广泛地写下我在评论中所说的内容（并被证实确实是问题的原因）。

电子墨水显示屏通常需要黑白图像。即每像素图像 1 位。不是灰度（每像素 1 通道字节），更不是 RGB（每像素 3 通道/字节）。

我不熟悉红/黑双色显示屏。但看起来很合乎逻辑的是，它的行为就像 2 个二进制显示器（一个黑白显示器，一个黑白红显示器）。共享同一位置。

您的代码似乎所做的是从 RGB 图像中删除所有黑色像素，并将其用作红色图像，并从同一 RDB 图像中删除所有红色像素，并将其用作黑色图像。但由于这些图像是使用

clone

获得的，因此它们仍然是 RGB 图像。 RGB 图像碰巧只包含黑白像素，或红白像素，但仍然是 RGB 图像。

使用 PIL，它是控制图像在内存中表示方式以及如何将它们保存到文件的模式。 相关模式为

RGB

、

L

（灰度又称为每像素 1 个线性字节/通道）和

1

（二进制又称为每像素 1 位）。

所以你需要的是转换为模式

1

。在两个图像上使用

.convert('1')

方法。

请注意，400x300×3（图像的未压缩 RGB 数据）是 360000，这就是您得到的。 400×300（同一图像的L模式）是120000，400×300/8（1模式，1位/像素）是15000，这正是您提到的预期大小。因此，这是另一个确认，确实需要 1 位/像素图像。

Answer 2

我已经编写了一个工具来完成此操作 ->

https://github.com/bitbank2/epd_image

它允许您为各种电子墨水显示器生成正确的图像数据，并将其以准备编译到代码中的形式输出。