CN100401369C - 显示器亮度、对比度自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示器亮度与对比度的自动调节方法，特别涉及一种能够根据显示器的前景环境光亮度和背景环境光亮度自动调节显示器亮度与对比度的方法。首先建立起显示器最适亮度b、最适对比度c与显示器前景光亮度x、显示器后面的背景光亮度y的对应关系函数f₁(x，y)和f₂(x，y)，然后由分设于显示器正面和背面的两个光敏传感器(1和2)测量显示器的前景光亮度和背景光亮度，测量值分别经由相应的数字式低通滤波器(3和4)滤波后，通过对应关系函数求得当前最适显示亮度b₁和当前最适对比度c₁以调节显示器的显示参数。本方法能够切实有效地、全面地跟踪环境光亮度的变化，通过亮度与对比度的联调消除显示参数与环境光不一致带给人的视觉上的不适，并抑制了环境光扰动对自动调节作用的不良影响。

Description

显示器亮度、对比度自动调节方法

技术领域

本发明涉及一种显示器亮度与对比度的自动调节方法，特别涉及一种能够根据显示器的前景环境光亮度和背景环境光亮度自动调节显示器亮度与对比度的方法。

背景技术

显示器作为一个发光设备，当人们在显示器屏幕上辨认文字和图形图像时，环境光会对显示效果产生不可忽视的影响，严重时会使人辨认吃力，视力下降。一方面，人们看显示器的时候，视线的主要部分(7)集中在显示器屏幕(5)上，余光(8)却在显示器周围背后景物(9)上的一个椭圆形区域内(如图1所示)，因此环境光对显示器的影响有两条途径：一是作为前景光(10)照射在显示器屏幕上，进入人的主视线(7)，二是作为背景光(11)从人的余光区(8)直接射入人的眼帘。比如说面对明亮的窗户和面对黑暗的墙壁看显示器时感觉是截然不同的，所以背景光是不可忽视的一个独立的影响因素，在随着环境亮度动态调节显示器的显示参数时，应该把显示器的前景光(10)和背景光(11)区别对待、同时考虑，方能切实有效地、全面地跟踪环境光的变化，达到最佳显示效果。另一方面，显示器的亮度与对比度是相辅相成才的，在单纯调节亮度不能达到最佳显示效果时，往往通过亮度和对比度的联调能达到目的。第三个方面，显示器前后环境的亮度经常会因随机干扰而产生扰动，比如说人的走动、窗外树枝的摇动、附近风扇的转动都会使环境光亮度不稳定，显示器的亮度和对比度随着环境亮度动态调节时应该能消除这些干扰的影响，有一定的稳定性。现有的技术在跟踪环境光亮度的变化时，大多是在显示器的表面安装一个光敏传感器以感受环境亮度的变化，然后按一定的对应关系自动调节显示器的亮度，其不足是没有区分背景光和前景光，也没有对亮度和对比度进行联调，因而对环境光变化的跟踪不够全面，调节也不够到位。专利号为00203358.5的实用新型专利公布了一种液晶显示器的自动控制装置，该装置是在显示器外壳不同位置设置多个光敏电阻，以感应不同位置的环境亮度，多个光敏电阻按某一函数关系组态后通过参考电压产生电路产生出一个参考电压值，然后送入变换器控制电路产生灯管电流来调节显示器的显示参数。该装置的不足是笼统地使用了多个光敏电阻，没有对前景光和背景光加以明确地区分，然后按某一函数关系综合多个光敏电阻值得到参考电压值的装置是模拟电路，因而难以实现复杂的函数关系，其三是该参考电压产生电路只能用于一个显示参数的调节，当要调节多个参数时就需要多套参考电压产生电路，会使硬件成本成倍增长。申请号为200310116523.4的发明专利公布了一种显示器的自动亮度控制方法，其主要的创新点是利用延时的方法消除环境光的扰动。众所周知，延时法并不是一种理想的干扰消除法，因为当扰动周期与延时时间同步时，就不能有效地对干扰进行抑制。比如说，当房间内有风扇会影响显示器周围的环境亮度时，如果风扇叶片转动的周期与延时时间同步，就会使控制电路产生误动作。综上所述，现有的技术没有切实有效地解决显示参数对环境光变化的跟踪问题，也缺乏较佳的方案在消除环境光扰动的同时，通过对调节显示器亮度和对比度的联调达到最佳显示效果。

发明内容

为了使显示器的显示参数切实有效地、全面地跟踪环境光的变化，在抑制环境光扰动的同时通过亮度和对比度的联调达到最佳显示效果，本发明提供了一种能够达到该目的的显示器亮度与对比度自动调节方法。

本发明实现该目的的技术方案是，首先建立起显示器最适显示亮度b、最适显示对比度c与显示器前景光亮度x、显示器后面的背景光亮度y之间的对应关系函数b＝f₁(x，y)和c＝f₂(x，y)，以此函数作为求解最适显示亮度值和最适显示对比度值的依据。函数b＝f₁(x，y)和c＝f₂(x，y)的形式可以多样化，可以是二元可微函数，也可以是二元不可微函数。同时在显示器的正面安装外露的光敏传感器(1)用来测量显示器表面的前景光亮度x，在显示器的背面安装外露的光敏传感器(2)用来测量显示器后面的背景光亮度y，如图2所示。在获得前景光亮度和背景光亮度测量值x₀与y₀之后，分别利用数字式低通滤波器滤除环境光中的高频干扰，得到反映环境光稳定变化趋势的前景光亮度和背景光亮度滤波值x₁与y₁。然后根据事先建立的最适亮度函数b＝f₁(x，y)和最适对比度函数c＝f₂(x，y)求解当前最适亮度b₁和当前最适对比度c₁，最后根据b₁和c₁同时调节显示器的亮度与对比度以达到最佳状态。整个自动调节方法的实现过程见图3。

本发明中的最适亮度函数b＝f₁(x，y)和最适对比度函数c＝f₂(x，y)可以是分段函数，表现为数表的形式。即把前景光亮度x和背景光亮度y划分为多个区间，针对每一种(x，y)的可能的区间组合有一个最适显示亮度值b和最适显示对比度值c，所有(x，y)的区间组合及其对应的b和c就组成了一个数表，用以表示x，y，b，c之间的关系。采用数表的方法在计算b₁和c₁时只需查表即可，可以降低计算的复杂度，缩短求解b₁和c₁的时间。

本发明中步骤D、E的滤波与步骤F的计算还可以由微处理器完成，即两个光敏传感器的输出信号x₀和y₀经由模数转换后由微处理器得到，利用微处理器进行数字式低通滤波的计算和b₁、c₁的求解，可以在不另外增加硬件电路的情况下根据前景、背景光亮度自动调节多个显示参数，同时为最适亮度函数和最适对比度函数的下载升级和自学习提供了可能性。

本发明的有益效果是提供了一种能够根据显示器前景环境光和背景环境光亮度变化自动调节显示器亮度与对比度的方法，使显示参数自动跟踪环境光的变化，消除显示参数与环境光不一致带给人的视觉上的不适，并抑制了环境光扰动对自动调节作用的不良影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是人们观看显示器时主视线和余光示意图。

图2是前景光亮度传感器和背景光亮度传感器安装示意图。

图3是本发明方法的实现过程示意图。

图4是本发明实施例1自动调节电路框架性示意图。

以上各图中，1：前景光亮度传感器；2：背景光亮度传感器；3：前景光亮度滤波器(第一数字式低通滤波器)；4：背景光亮度滤波器(第二数字式低通滤波器)；5：显示器；6：人眼；7：视线；8：余光；9：背景；10：前景光；11：背景光。

文中符号说明，x₀：显示器表面的前景光亮度测量值；y₀：显示器后面的背景光亮度测量值；x₁：前景光亮度滤波值；y₁：背景光亮度滤波值；b：显示器最适亮度；c：显示器最适对比度；x：显示器前景光亮度；y：显示器后面的背景光亮度；f₁(x，y)：显示器最适亮度函数；f₂(x，y)：显示器最适对比度函数；b₁：显示器当前最适亮度；c₁：显示器当前最适对比度。

具体实施方式

图2和图4所示的实施例中，前景光亮度传感器(1)安装在显示器正面的上沿，背景光亮度传感器(2)安装在显示器背面的上沿，光敏传感器为光敏电阻。光敏电阻连接在亮度测量电路中，测量电路输出的信号经过信号调理电路后由CPU自带的模数转换口转换为数字量，由微处理器进行滤波与最适亮度和最适对比度的计算。两个数字式低通滤波器的截止频率均为0.5Hz，显示器最适亮度函数与最适对比度函数分别为一个二维数表。计算得到的当前最适亮度和当前最适对比度分别由CPU输入到显示器的亮度控制电路和对比度控制电路，以调节显示器的亮度和对比度。

Claims (3)

1.一种显示器亮度、对比度自动调节方法，其特征在于至少包括以下步骤：

A.建立显示器最适亮度b、最适对比度c与显示器前景光亮度x、显示器后面的背景光亮度y的对应关系函数b＝f₁(x，y)和c＝f₂(x，y)；

B.通过装在显示器正面的光敏传感器(1)获得显示器表面的前景光亮度的测量值x₀；

C.通过装在显示器背面的光敏传感器(2)获得显示器后面的背景光亮度的测量值y₀；

D.前景光亮度测量值x₀经过第一数字式低通滤波器(3)滤波后得到前景光亮度滤波值x₁；

E.背景光亮度测量值y₀经过第二数字式低通滤波器(4)滤波后得到背景光亮度滤波值y₁；

F.根据步骤A所建立的函数计算显示器当前最适亮度b₁＝f₁(x₁，y₁)和当前最适对比度c₁＝f₂(x₁，y₁)；

G.根据所求当前最适亮度b₁和当前最适对比度c₁对显示器的亮度与对比度进行同时调节。

2.根据权利要求1所述的一种显示器亮度、对比度自动调节方法，其特征在于步骤A所建立的对应关系函数为数表。

3.根据权利要求1所述的一种显示器亮度、对比度自动调节方法，其特征在于步骤D、E的滤波与步骤F的计算由微处理器完成。

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