CN101419391A - 自动调整显示器亮度的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种自动调整显示器亮度的方法，该方法包括如下步骤：控制相机模组的相机镜头在对焦范围内移动；在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像；在所撷取的影像上选取一个区域；对所选取的区域中的每一个像素点进行矩阵运算；将该区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值；根据对焦范围内所撷取各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一条曲线；根据上述曲线得到该相机镜头的焦点距离；根据所得到的相机镜头的焦点距离计算使用者与显示器之间的距离，即物距；及根据所得到的物距计算显示器的亮度值。另外，本发明还提供一种自动调整显示器亮度的系统。

Description

自动调整显示器亮度的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动调整显示器亮度的系统及方法。

背景技术

在现实使用显示器的过程中，使用者可能会根据自己所在的位置来调整显示器的亮度，以避免显示器的亮度过亮或过暗而造成眼睛疲劳不适。传统的显示器调整方式是手动的方式，即使用者通过显示器下方的亮度调整按钮来进行调整。按下亮度调整按钮会出现一调整界面，使用者可通过左右键来调低或调高显示器的亮度。然而，这样的手动调整方式会让使用者觉得很麻烦，也降低了使用者的工作效率。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提出一种自动调整显示器亮度的系统，可根据使用者与显示器之间的距离来自动调整显示器的亮度。

鉴于以上内容，有必要提出一种自动调整显示器亮度的方法，可根据使用者与显示器之间的距离来自动调整显示器的亮度。

一种自动调整显示器亮度的系统，包括与该显示器相连的相机模组，该相机模组可以获取使用者的影像，该相机模组包括：马达控制单元，用于控制相机镜头在对焦范围内移动；光感探测单元，用于在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像；清晰度计算单元，用于在所撷取的影像上选取一个区域，并对该区域中的每一像素点都进行矩阵运算，及将该区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值；自动对焦单元，根据对焦范围内所撷取的各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一条曲线，及根据上述曲线得到该相机镜头的焦点距离；物距计算单元，用于根据所得到的相机镜头的焦点距离计算使用者与显示器之间的距离，即物距；亮度计算单元，用于根据所得到的物距计算显示器的亮度值；及发送单元，用于将计算出的亮度值发送给该显示器，显示器根据该亮度值调整显示屏幕的亮度。

一种自动调整显示器亮度的方法，该显示器连接一个相机模组，该相机模组可以获取使用者的影像，该方法包括如下步骤：控制相机模组的相机镜头在对焦范围内移动；在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像；在所撷取的影像上选取一个区域；对所选取的区域中的每一个像素点进行矩阵运算；将该区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值；根据对焦范围内所撷取各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一条曲线；根据上述曲线得到该相机镜头的焦点距离；根据所得到的相机镜头的焦点距离计算使用者与显示器之间的距离，即物距；根据所得到的物距计算显示器的亮度值；及相机模组将计算出的亮度值发送给该显示器，显示器根据该亮度值调整显示屏幕的亮度。

相较于现有技术，本发明所提供的自动调整显示器亮度的系统及方法，可根据使用者与显示器之间的距离来自动调整显示器的亮度，避免了使用者手动调整地烦恼，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明自动调整显示器亮度的系统较佳实施例的硬件架构图。

图2是图1所示相机模组的功能模块图。

图3是本发明自动调整显示器亮度的方法较佳实施例的流程图。

图4是影像清晰度与相机焦距的曲线图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明自动调整显示器亮度的系统较佳实施例的系统架构图。该系统主要包括相机模组1、显示器2及使用者3。该相机模组1与显示器2相连，用于根据撷取使用者3的影像来计算使用者3与显示器2之间的距离，并根据该距离来自动计算显示器的亮度值。该显示器2根据相机模组1所计算的亮度值来调整显示屏幕的背光强度。

如图2所示，是图1中相机模组1的功能模块图。所述相机模组1包括马达控制单元10、光感探测单元12、清晰度计算单元14、自动对焦单元16、物距计算单元18、亮度计算单元20及发送单元22。

所述马达控制单元10用于控制相机镜头在对焦范围内移动。所述对焦范围是相机镜头在对焦时移动的范围。

所述光感探测单元12用于在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像。

所述清晰度计算单元14用于在所撷取的影像上选取一宽和高为W＊H区域，并对所选取区域中的每一像素点都进行矩阵运算。例如：在该区域内某一点坐标为(x，y)的清晰度值(Edge)的计算公式为：

${\mathrm{Edge}}_{\mathrm{xy}}=\left[\begin{array}{ccc}-1& -2& -1\\ 0& 0& 0\\ 1& 2& 1\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Value}}_{x-1,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y-1}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y}& {\mathrm{Value}}_{x,y}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y+1}\end{array}\right]}_{\mathrm{}}+$

$\left[\begin{array}{ccc}-1& 0& 1\\ -2& 0& 2\\ -1& 0& 1\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Value}}_{x-1,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y-1}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y}& {\mathrm{Value}}_{x,y}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y+1}\end{array}\right]}_{\mathrm{}}$

其中Value_x、y为坐标为(x，y)的点的亮度值。

所述清晰度计算单元14还用于将该W＊H区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值。清晰度值代表该影像的清晰度的高低，清晰度值越大说明该影像的清晰度越高，清晰度值越小说明该影像的清晰度越低。清晰度值的计算公式为：清晰度值 $=\underset{x=1,y=1}{\overset{W-1,H-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Edge}}_{\mathrm{xy}}.$

所述自动对焦单元16用于判断在对焦范围内使用者影像是否全部撷取完成。

所述自动对焦单元16用于当在对焦范围内，使用者影像全部撷取完成时，根据对焦范围内所撷取的各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一条曲线。如图4所示，X轴坐标为相机镜头移动的距离，Y轴为相机镜头移动的距离所对应影像的清晰度值，曲线L即为所撷取各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置的曲线。

所述自动对焦单元16还用于根据上述的曲线得到该相机镜头在焦点位置的距离，即焦点距离。如图4所示，曲线的峰点P(即该曲线上清晰度值最大的点)为影像清晰度最高的点，该点所对应的相机镜头距离为相机镜头的焦点距离。

所述物距计算单元18用于根据所得到的相机镜头的焦点距离计算物距。所述物距是指使用者与显示器之间的距离。计算的步骤为：先根据得到的相机镜头的焦点距离y计算出像距q，公式如下：q＝(((y-x)＊t＊m)+f)，其中x为相机镜头在最远位置的距离，t为相机镜头的精度，m为相机镜头的放大倍数，f为相机镜头的焦长，再根据公式1/p+1/q＝1/f计算出物距p。

所述亮度计算单元20用于根据所得到的物距计算显示器的亮度值。所述显示器亮度值的计算公式为：显示器亮度值＝显示器最佳亮度参数＊物距²。其中，显示器亮度值的单位是cd/m²(即每平方亮度)，若显示器最佳亮度参数为100cd/m²，物距为p，则显示器亮度值＝100＊p²。

所述发送模块22用于将所计算出的亮度值发送给显示器2，显示器2根据该亮度值调整显示屏幕的亮度。

如图3所示，是本发明自动调整显示器亮度的方法较佳实施例的流程图。首先，步骤S10，马达控制单元10控制相机镜头在对焦范围内移动。

步骤S12，光感探测单元12在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像。

步骤S14，清晰度计算单元14在所撷取的影像上选取一个宽和高为W＊H的区域。

步骤S16，清晰度计算单元14对所选取的区域中的每一个像素点进行矩阵运算。

步骤S18，清晰度计算单元14将该W＊H区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值。

步骤S20，自动对焦单元16判断在对焦范围内使用者影像是否全部撷取完成。

步骤S22，当在对焦范围内使用者影像全部撷取完成时，自动对焦单元16根据对焦范围内所撷取各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一曲线，如图4所示的曲线。

步骤S24，自动对焦单元16根据上述的曲线得到该相机镜头在焦点位置的距离，即焦点距离。所述焦点距离的步骤为：读取该曲线的峰点(影像清晰度最高的点)，该峰点所对应的相机镜头距离为相机镜头的焦点距离。

步骤S26，物距计算单元18根据所得到的相机镜头的焦点距离计算物距。计算的步骤为：先根据得到的相机镜头的焦点距离y计算出像距q，公式如下：q＝(((y-x)＊t＊m)+f)，其中x为相机镜头在最远位置的距离，t为相机镜头的精度，m为相机镜头的放大倍数，f为相机镜头的焦长，再根据公式1/p+1/q＝1/f计算出物距p。

步骤S28，亮度计算单元20根据所得到的物距计算显示器的亮度值。

步骤S30，发送单元22将所计算出的亮度值发送给显示器2，显示器2根据该亮度值调整显示屏幕的亮度。

在步骤S20中，当在对焦范围内使用者影像没有全部撷取完成时，返回至S12光感探测单元12在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像的步骤。

Claims (10)

1. 【权利要求1】一种自动调整显示器亮度的系统，包括与该显示器相连的相机模组，该相机模组可以获取使用者的影像，其特征在于，该相机模组包括：

   马达控制单元，用于控制相机镜头在对焦范围内移动；

   光感探测单元，用于在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像；

   清晰度计算单元，用于在所撷取的影像上选取一个区域，并对该区域中的每一像素点都进行矩阵运算，及将该区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值；

   自动对焦单元，用于根据对焦范围内所撷取的各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一条曲线，及根据所述曲线得到该相机镜头的在焦点位置的距离，即相机镜头的焦点距离；

   物距计算单元，用于根据所得到的相机镜头的焦点距离计算使用者与显示器之间的距离，即物距；

   亮度计算单元，用于根据所得到的物距计算该显示器的亮度值；及

   发送模块，用于将所计算出的亮度值发送给该显示器，显示器根据该亮度值调整显示屏幕的亮度。
2. 【权利要求2】如权利要求1所述的自动调整显示器亮度的系统，其特征在于，所述该区域内像素点的矩阵运算公式为：

   ${\mathrm{Edge}}_{\mathrm{xy}}=\left[\begin{array}{ccc}-1& -2& -1\\ 0& 0& 0\\ 1& 2& 1\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Value}}_{x-1,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y-1}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y}& {\mathrm{Value}}_{x,y}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y+1}\end{array}\right]}_{+}$

   $\left[\begin{array}{ccc}-1& 0& 1\\ -2& 0& 2\\ -1& 0& 1\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Value}}_{x-1,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y-1}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y}& {\mathrm{Value}}_{x,y}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y+1}\end{array}\right]}_{}$

   其中(x，y)为该像素点的坐标，Value_x，y为该像素点的亮度值。
3. 【权利要求3】如权利要求1所述的自动调整显示器亮度的系统，其特征在于，所述焦点距离是指在所撷取的各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头距离的曲线上，清晰度值最大的点所对应的相机镜头的距离。
4. 【权利要求4】如权利要求1所述的自动调整显示器亮度的系统，其特征在于，所述物距的计算公式为：1/物距+1/像距＝1/焦长，像距＝(((y-x)＊t＊m)+f)，其中y为相机镜头的焦点距离，x为相机镜头在最远位置的距离，t为相机镜头的精度，m为相机镜头的放大倍数，f为相机镜头的焦长。
5. 【权利要求5】如权利要求1所述的自动调整显示器亮度的系统，其特征在于，所述显示器亮度值的计算公式为：显示器亮度值＝显示器最佳亮度参数＊物距的平方。
6. 【权利要求6】一种自动调整显示器亮度的方法，该显示器连接一个相机模组，该相机模组可以获取使用者的影像，其特征在于，该方法包括如下步骤：

   控制该相机模组的相机镜头在对焦范围内移动；

   在相机镜头每移动一步时，撷取相机镜头在该位置时使用者的影像；

   在所撷取的影像上选取一个区域；

   对所选取的区域中的每一个像素点进行矩阵运算；

   将该区域内所有像素点进行矩阵运算后的结果相加，得到该影像的清晰度值；

   根据对焦范围内所撷取的各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头的位置得到一条曲线；

   根据上述曲线得到该相机镜头的在焦点位置的距离，即焦点距离；

   根据所得到的相机镜头的焦点距离计算使用者与显示器之间的距离，即物距；

   根据所得到的物距计算显示器的亮度值；及

   相机模组将计算出的亮度值发送给该显示器，显示器根据该亮度值调整显示屏幕的亮度。
7. 【权利要求7】如权利要求6所述的自动调整显示器亮度的方法，其特征在于，所述该区域内像素点的矩阵运算公式为：

   ${\mathrm{Edge}}_{\mathrm{xy}}=\left[\begin{array}{ccc}-1& -2& -1\\ 0& 0& 0\\ 1& 2& 1\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Value}}_{x-1,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y-1}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y}& {\mathrm{Value}}_{x,y}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y+1}\end{array}\right]}_{+}$

   $\left[\begin{array}{ccc}-1& 0& 1\\ -2& 0& 2\\ -1& 0& 1\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{Value}}_{x-1,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x,y-1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y-1}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y}& {\mathrm{Value}}_{x,y}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y}\\ {\mathrm{Value}}_{x-1,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x,y+1}& {\mathrm{Value}}_{x+1,y+1}\end{array}\right]}_{\mathrm{}}$

   其中(x，y)为该像素点的坐标，Value_x，y为该像素点的亮度值。
8. 【权利要求8】如权利要求6所述的自动调整显示器亮度的方法，其特征在于，所述焦点距离是指在所撷取的各个影像的清晰度值和相对应的相机镜头距离的曲线上，清晰度值最大的点所对应的相机镜头的距离。
9. 【权利要求9】如权利要求6所述的自动调整显示器亮度的方法，其特征在于，所述物距的计算公式为：1/物距+1/像距＝1/焦长，像距＝(((y-x)＊t＊m)+f)，其中y为相机镜头的焦点距离，x为相机镜头在最远位置的距离，t为相机镜头的精度，m为相机镜头的放大倍数，f为相机镜头的焦长。
10. 【权利要求10】如权利要求6所述的自动调整显示器亮度的方法，其特征在于，所述显示器亮度值的计算公式为：显示器亮度值＝显示器最佳亮度参数＊物距的平方。

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