CN101534395B - 屏幕亮度调节系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种屏幕亮度调节系统，该系统包括显示屏幕、亮度调节控制器、影像摄取装置和同步信号发生器。所述亮度调节控制器通过影像摄取装置获取外界环境的亮度变化情况以计算出适合外界环境的屏幕亮度值并根据此屏幕亮度值调节显示屏幕的亮度以获得较好的视觉效果。

Description

屏幕亮度调节系统和方法
技术领域
本发明涉及一种屏幕亮度调节系统和方法，特别涉及一种可根据外界环境的亮度自动调节屏幕亮度的屏幕亮度调节系统和方法。
背景技术
许多电子影像装置(如数码相机、数码摄像机等)通过其内置屏幕来显示所截取的图像和各种操作信息，其屏幕的亮度需根据外界环境亮度的变化进行调节以获得较好的视觉效果。
现有电子影像装置的内置屏幕亮度调节功能通常是以手动调节的方式进入菜单模式里找到屏幕亮度调节的功能选项进行微调操作。此种调节方法在每次外界环境亮度发生变化后均需要进行手动调节显得十分麻烦，而且对于不熟悉电子影像装置的初次使用者来说，要从复杂的菜单模式里寻找屏幕亮度调节的功能选项也显得十分不便。
发明内容
一种屏幕亮度调节系统，该系统包括显示屏幕、亮度调节控制器、影像摄取装置和同步信号发生器，所述亮度调节控制器进一步包括：
测光模块，用于计算所摄取图像的平均亮度值并判断其是否在预先设定在该测光模块中的理想图像平均亮度值的范围内。
摄像参数设定模块，用于根据所述测光模块的比较结果来设定摄像参数，如光圈值、快门时间和感光度值。
外界环境亮度值计算模块，用于计算出外界环境亮度值。
屏幕亮度值确定模块，用于根据外界环境亮度值计算出外界环境光照度值后再按照预先设定的对应关系确定适合外界环境亮度的屏幕亮度值。
屏幕亮度调节模块，根据确定的屏幕亮度值调节显示屏幕的亮度。
一种屏幕亮度调节方法，该方法包括如下步骤：
提供一影像摄取装置并令其在垂直同步信号的上升沿到来时摄取外界环境的图像。
判断所摄取图像的平均亮度值是否在所设定的理想图像的平均亮度值允许的范围内。
如果所摄取图像的平均亮度值在所述理想图像的平均亮度值允许的范围内则将获得所摄取图像的摄像参数，如光圈值、快门时间和感光度值代入曝光量参数方程式中计算出外界环境亮度值。
根据外界环境的亮度值计算出外界环境光照度值后再按照预先设定的对应关系确定适合外界环境亮度的屏幕亮度值。
根据确定的屏幕亮度值调整显示屏幕的亮度。
相对于现有的屏幕亮度调节方法，本发明所提供的屏幕亮度调节系统和方法可以根据外界环境亮度的变化自动调节屏幕亮度以获得较好的视觉效果，从而避免了每次环境变化后都需要通过手动调节来改变屏幕亮度所带来的不便。
附图说明
图1是本发明提供的屏幕亮度调节系统的硬件架构图。
图2是外界环境光照度值Lv与屏幕亮度值L之间的对应关系图。
图3是本发明提供的屏幕亮度调节方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，其为本发明提供的屏幕亮度调节系统2的硬件架构图。该屏幕亮度调节系统2主要包括显示屏幕4、对显示屏幕4的亮度进行调节的亮度调节控制器6、一影像摄取装置8及一用于协调影像摄取装置8工作的同步信号发生器10。
所述影像摄取装置8为电荷耦合器件图像传感器(CCD，Charge Coupled Device)或互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)。所述影像摄取装置8可将外界的光线转化为与光线强度相对应的数字信号。
所述同步信号发生器10提供周期性为1/30秒的垂直同步信号。所述垂直同步信号用于协调影像摄取装置8的工作，在每个垂直同步信号上升沿到来时影像摄取装置8进行摄取图像的动作。在垂直同步信号的协调作用下影像摄取装置8每隔1/30秒对外界光线的亮度进行采样以便于实时地根据外界环境亮度的变化调节显示屏幕4的亮度。
所述亮度调节控制器6包括测光模块12、摄像参数设定模块14、外界环境亮度值计算模块16、屏幕亮度值确定模块18和屏幕亮度调节模块20。本发明所称的模块是完成特定功能的计算机程序段。
其中，所述测光模块12用于计算所摄取图像的平均亮度值Y并判断其是否在预先设定在该测光模块中的理想图像平均亮度值Y1所允许的范围内，所述摄取图像平均亮度值Y和理想图像平均亮度值Y1的定义如下：
在摄取图像后，影像摄取装置8上的每个像素所对应的亮度值并不相同，把图像亮度值规格化到0至255的范围内，以每个亮度值对应的像素个数所占总像素个数的比例为权重值对0至255的亮度范围进行加权运算则可得到所摄取图像的平均亮度值Y。
为了达到较好的曝光效果，期望影像摄取装置8上大多数像素的亮度值分布在0至255范围的中间部分，而亮度值分布在0和255附近的像素数量较少，根据这种像素亮度分布加权运算可得到理想图像平均亮度值Y1。各个厂家设定的理想曝光的像素亮度分布不完全相同，所计算出来的理想图像平均亮度值Y1也不完全相同，其变化的范围为130至140。
所述摄像参数设定模块14用于根据所述测光模块12的比较结果来设定摄像参数，如光圈值F、快门时间T和感光度值S以使得影像摄取装置8所摄取图像的平均亮度值Y在理想图像平均亮度值Y1所允许的范围之内。所述摄像参数用于在后续步骤中计算出外界环境亮度值。
所述外界环境亮度值计算模块16用于把符合理想图像平均亮度值Y1要求的摄像参数，如光圈值F、快门时间T和感光度值S代入曝光量参数方程式计算出外界环境亮度值Bv。
所述曝光量参数方程式：AV+TV＝BV+SV是根据正确曝光的条件：成像面上点的像面照度等于感光面正确曝光需要的曝光量所建立的经验方程，是国际通用的自动曝光控制的理论基础。
其中，AV＝2log2(F)，F是光圈值；TV＝log2(1/T)，T是快门时间；SV＝log2(0.3S)，S是感光度值；BV＝log2(B/0.3K)，Bv是外界环境亮度值，B是外界环境平均亮度，K是经验常数。
屏幕亮度值确定模块18，用于根据外界环境亮度值Bv计算出外界环境光照度值Lv后再按照预先设定的对应关系以得到合适外界环境亮度的屏幕亮度值L。
所述外界环境亮度值Bv与外界环境光照度值Lv之间的换算公式为：
Lv＝11-log2(Bv/33333)。请参阅图2所示，所述外界环境光照度值Lv与屏幕亮度值L之间的对应关系由内建表格的方式确定。若所计算出的外界环境光照度值Lv位于图2所示表格中的两个Lv值刻度之间则采取四舍五入的方法确定准确的Lv值。
屏幕亮度调节模块20，用于根据确定的屏幕亮度值L调节显示屏幕4的亮度。
请参阅图3，为本发明提供的屏幕亮度调节方法的流程图。
步骤S801，摄取图像，通过一同步信号发生器10产生一周期为1/30秒的垂直同步信号，一影像摄取装置8在垂直同步信号上升沿到来时摄取一外界环境的图像。
步骤S802，判断图像平均亮度Y是否合适，对影像摄取装置8所摄取图像的像素亮度值进行加权运算得到所摄取图像的平均亮度值Y，判断所摄取图像的平均亮度值Y是否在所设定的理想图像平均亮度值Y1允许的范围内。
步骤S803，重新设定摄像参数，如果所摄取图像的平均亮度值Y不在所设定的理想图像平均亮度值Y1允许的范围内，则重新设定影像摄取装置8的摄像参数并重新摄取新的外界环境图像。
步骤S804，计算外界环境亮度值Bv，如果所摄取图像的平均亮度值Y在所设定的理想图像平均亮度值Y1允许的范围内则将获得所摄取图像的摄像参数，如光圈值F、快门时间T和感光度值S代入曝光量参数方程式中计算出外界环境亮度值Bv。
步骤S805，确定屏幕亮度值L，根据外界环境亮度值Bv计算出外界环境光照度值Lv后再按照预先设定的对应关系确定适合外界环境的屏幕亮度值L。
步骤S806，调节屏幕亮度，根据所述屏幕亮度值L调节屏幕的亮度。
与现有技术相比，本发明提供的屏幕亮度调节系统和方法可以根据外界环境亮度的变化自动调节屏幕亮度以获得较好的视觉效果，从而避免了每次环境变化后都需要通过手动调节来改变屏幕亮度所带来的不便。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种屏幕亮度调节系统，该系统包括显示屏幕、亮度调节控制器、影像摄取装置和同步信号发生器，其特征在于，所述亮度调节控制器包括：
测光模块，用于计算所摄取图像的平均亮度值并判断其是否在预先设定在该测光模块中的理想图像平均亮度值的范围内；
摄像参数设定模块，用于根据所述测光模块的比较结果来设定光圈值、快门时间和感光度值；
外界环境亮度值计算模块，用于将光圈值、快门时间和感光度值代入曝光量参数方程式中计算出外界环境亮度值；
屏幕亮度值确定模块，用于根据外界环境亮度值计算出外界环境光照度值后再按照预先设定的对应关系确定适合外界环境亮度的屏幕亮度值；
屏幕亮度调节模块，根据确定的屏幕亮度值调节显示屏幕的亮度。
2.如权利要求1所述的屏幕亮度调节系统，其特征在于：所述理想图像平均亮度值的范围为130至140。
3.如权利要求1所述的屏幕亮度调节系统，其特征在于：所述外界环境亮度值计算模块根据曝光量参数方程式：AV+TV＝BV+SV计算出外界环境亮度值，其中，
AV＝2log2(F)，F是光圈值；
TV＝log2(1/T)，T是快门时间；
SV＝log2(0.3S)，S是感光度值；
BV＝log2(B/0.3K)，Bv是外界环境亮度值，B是外界环境平均亮度，K是经验常数。
4.一种屏幕亮度调节方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
提供一影像摄取装置并令其在垂直同步信号的上升沿到来时摄取外界环境的图像；
判断所摄取图像的平均亮度值是否在所设定的理想图像的平均 亮度值允许的范围内；
如果所摄取图像的平均亮度值在所述理想图像的平均亮度值允许的范围内则将获得所摄取图像的光圈值、快门时间和感光度值代入曝光量参数方程式中计算出外界环境亮度值；
根据外界环境的亮度值计算出外界环境光照度值后再按照预先设定的对应关系确定适合外界环境亮度的屏幕亮度值；
根据确定的屏幕亮度值调整显示屏幕的亮度。
5.如权利要求4所述的屏幕亮度调节方法，其特征在于：如果所摄取图像的平均亮度值不在所述理想图像的平均亮度值允许的范围内，则重新设定影像摄取装置的摄像参数并重新摄取新的外界环境图像。 
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