CN101976012B - 光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备，涉及激光显示领域，为解决现有技术投影显示输出受外界环境光影响比较大的问题而发明。本发明实施例提供的方法，包括：设定环境光亮度标准值；采集环境光亮度；确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与所述环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数与所述差值绝对值成正比；采集输入图像亮度；将所述环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将所述输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。本发明适用于各种图像输出装置。

Description

光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备

技术领域

本发明涉及激光显示领域，尤其涉及一种光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备。 

背景技术

激光显示技术由于激光光源单色性好，故其色域广、色彩饱和度高，色还原能力强，被认为是下一代主流的显示技术之一。以激光作为光源的投影显示已经开始有产品在市场出现。 

在实现上述激光投影显示的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：投影显示方式中，激光投影光源的光强一般是恒定的，但不同场合，不同环境，不同的观看用途中，外界环境光对输出图像的影响比较大，这样在外界强光的环境中激光投影显示效果就会变的比较差。 

发明内容

本发明的实施例提供一种光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备，能够降低外界环境光变化对激光投影显示效果的影响。 

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案： 

一种光源亮度调整的方法，其特征在于，包括： 

设定环境光亮度标准值； 

采集环境光亮度； 

确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与所述环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数随所述差值绝对值的增大而增大； 

采集输入图像亮度； 

将所述环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将所述输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。 

一种光源亮度调整的装置，其特征在于，包括： 

标准设定模块：用于设定环境光亮度标准值； 

环境光亮度采集模块：用于采集环境光亮度； 

调整系数设定模块：确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数随所述差值绝对值的增大而增大； 

输入图像亮度采集模块：用于采集输入图像亮度； 

电流转换模块：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将所述输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。 

一种激光投影设备，包括：光源亮度调整装置， 

所述光源亮度调整装置包括： 

标准设定模块：用于设定环境光亮度标准值； 

环境光亮度采集模块：用于采集环境光亮度； 

调整系数设定模块：确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数随所述差值绝对值的增大而增大； 

输入图像亮度采集模块：用于采集输入图像亮度； 

电流转换模块：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将所述输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。 

本发明实施例提供的光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备，通过采集环境光亮度通过监测环境亮度以及实时的图像数据来动态的调整光源亮度，改善亮度输出，使得投影显示在不同场合，不同环境，不同的观看用途中，都能到达显示效果的优化，以突出激光在显示中的优势。 

附图说明

图1为本发明光源亮度调整的方法的一个实施例的流程图。 

图1a本发明实施例中环境光亮度的差值调整系数曲线示意图。 

图2为本发明光源亮度调整的方法实施例中步骤105的流程图。 

图2a本发明实施例中模拟直流电流与PWM电流叠加效果图。 

图2b本发明实施例中激光器驱动电流输出曲线示意图。 

图3为本发明光源亮度调整的方法实施例中步骤105将输入图像亮度转换成第二电流的过程流程图。 

图4为本发明光源亮度调整的装置的一个实施例的结构示意图。 

图5为本发明光源亮度调整的装置实施例中电流转换模块的一种结构示意图。 

图6为本发明光源亮度调整的装置实施例中电流转换模块的另一种结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例光源亮度调整的方法、装置和激光投影设备进行详细描述。 

本发明光源亮度调整的方法的一个实施例，如图1所示，包括： 

S101、设定环境光亮度标准值。 

所述环境光亮度标准值为根据一天时间或者不同的环境下(家居、会议室等)测量环境光亮度得到的一个统计平均，或者人眼感到舒适的环境光亮度值。 

S102、采集环境光亮度。 

可以通过一个亮度传感器采集投影设备播放过程中，投影设备所处环境当前的光线亮度信号，然后将所述光线亮度信号通过诸如模电转换的手段量化成数值。 

S103、确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数与所述差值绝对值成正比。 

所述环境光亮度的差值调整系数以环境光亮度标准值为基准，环境光亮度与环境光亮度标准值差值越大，环境光亮度的差值调整系数越高。实质上就是环境光亮度与投影装置输出到屏幕的光的亮度差值越大，环境光亮度的差值调 整系数越高。即，环境光亮度明显高于投影装置输出到屏幕的光的亮度，则通过放大差值调整系数增加环境光亮度调整值；并且，环境光亮度明显低于投影装置输出到屏幕的光的亮度，也通过放大差值调整系数增加环境光亮度调整值；环境光亮度等于环境光亮度标准值时，环境光亮度差值调整系数最低。 

所述环境光亮度的差值调整系数可以是一条与环境光亮度和环境光亮度标准值对应的拟合曲线，也可以是与环境光亮度和环境光亮度标准值对应的表格，本实施例中环境光亮度的差值调整系数为一条拟合的曲线，如图1a所示，y轴代表环境光亮度调整比例，x轴代表环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值。此曲线的拟合根据实验来最终确定。 

S104、采集输入图像亮度。 

以帧为单位采集每一帧输入图像的平均亮度，量化成亮度数值。 

S105、将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。 

现有投影装置显示参数是在出厂前在特定的暗室环境测得，一般不具备图像亮度自动调节功能，但是投影装置在播放时受环境光的影响很大，比如，在日光照射下的露天场合，环境光亮度很高，投影装置打在屏幕上的输出图像很不清晰；在光线很暗的环境中，环境光亮度很低，投影装置打在屏幕上的输出图像会亮得刺眼。 

本发明实施例针对不同场合，不同环境，不同的观看用途中，外界环境光对输出图像的影响问题，采集环境光亮度，并根据环境光亮度设定光源驱动电流中模拟直流电流部分，使得输出图像亮度能根据环境光亮度的变化而适时调节，并且，设定环境光亮度的调整系数，在环境光亮度与输入图像亮度差距较 大时，加大环境光亮度所占比例，降低外界环境光变化对激光投影显示效果的影响。 

如图2所示，步骤105具体包括： 

S201、将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，所述第一电流为模拟直流电流。 

一般情况下，投影设备所处环境的光线在较长时间内不会出现太大变化，环境光亮度变化频率较低，适合用模拟直流电流驱动。 

通过亮度传感器采集此刻的环境光亮度，通过拟合的曲线查找到对应的环境光亮度输出比例值。将环境光亮度转换成红、绿、蓝三基色环境光亮度，将红、绿、蓝三基色环境光亮度分别按照环境光亮度输出比例转换成模拟直流电流。 

S202、将输入图像亮度转换成第二电流，所述第二电流为PWM电流。 

输入图像随着播出画面变化，亮度会急剧变化，PWM电流为脉冲电流，频率高，适合作为输入图像亮度驱动电流。 

将输入图像亮度转换成红、绿、蓝三基色输入图像亮度，将红、绿、蓝三基色输入图像亮度分别按照输入图像亮度输出比例转换成PWM电流。 

S203、将模拟直流电流与PWM电流叠加作为光源驱动电流输出。 

如图2a所示，将模拟直流电流与PWM电流叠加作为光源驱动电流直接加到光源驱动电路中。由于激光的单色性能突出，光源驱动电流的改变对其输出的光谱影响比较小，这样调节光源驱动电流在调节输出图像亮度时，对显示颜色的影响也比较小，直接对电流大小的调制不会产生颜色大的偏移量。而且，如 图2b所示，激光器驱动电流在达到阈值以后，其输出亮度与电流基本成一次线性关系，对数据的算法也比较简便。 

如图3所示，步骤105中将输入图像亮度转换成第二电流的过程具体包括： 

S301、判断输入图像的类型，所述类型包括静态图像还是动态图像，或者黑白图像还是彩色图像。 

判断输入图像类型是静态图像还是动态图像的方法为：连续采集数帧输入图像，如果数帧输入图像数据没有变化，判断输入图像为静态图像，否则为动态图像。 

判断输入图像类型是黑白图像还是彩色图像的方法为：如果整帧输入图像色度仅为纯黑或者纯白，判断输入图像为黑白图像，否则判断输入图像为彩色图像。 

S302、根据采集的输入图像亮度得到基准输出图像亮度。 

S303、设定第一调整系数，所述第一调整系数由采集的环境光亮度和基准图像亮度的差值绝对值确定，所述第一调整系数与所述差值绝对值成正比。 

S304、采集输入图像对比度。 

由于每帧输入图像是由不同亮度值的象素组成，只要统计每帧输入图像的每个象素的亮度值，就可以得到整帧输入图像的一个亮度直方图。这样一帧图像的亮度从最小到最大的所有亮度值就都可以得到，根据图像的最大亮度值跟整帧图像的亮度平均值进行比较，可以得到整帧输入图像对比度。 

S305、设定第二调整系数，所述第二调整系数由第一调整系数和采集的输入图像对比度的乘积确定，所述第二调整系数与所述乘积成正比。 

动态图像和静态图像对显示的要求不太一样，静态图像如商务展示中的文档PPT或word等，更关心的是亮度的要求，而对对比度的要求可能会降低，而动态图像则是要求在满足亮度的条件下，对比度比较高，这样才能达到一个比较优化的显示效果，这就要求加大图像最高亮度与最低亮度之间的差值。通过给动态图像乘以一个较高的动态系数可以达到加大图像最高亮度与最低亮度之间的差值的目的，进而提高对比度。彩色图像和黑白图像对显示的要求也不太一样，彩色图像类似动态图像，要求在满足亮度的条件下，对比度比较高；黑白图像类似静态图像，对对比度的要求不高。 

S306、如果输入图像为动态图像或者彩色图像，用第二系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。 

S307、如果输入图像为静态图像或者黑白图像，用第一系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。 

通过步骤301-307，本发明实施例可以根据输入图像的类型调整光源亮度，改善亮度输出，提高对比度，使得投影显示在不同场合，不同环境，不同的观看用途中，都能到达显示效果的优化，以降低外界环境光变化对激光投影显示效果的影响。 

本发明光源亮度调整的装置的一个实施例，如图4所示，包括： 

标准设定模块41：用于设定环境光亮度标准值。 

环境光亮度采集模块42：用于采集环境光亮度。 

调整系数设定模块43：确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系 数根据环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数与所述差值绝对值成正比。 

输入图像亮度采集模块44：用于采集输入图像亮度。 

电流转换模块45：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。 

进一步的，电流转换模块45如图5所示，包括： 

判断子模块51：用于判断输入图像的类型，所述类型包括静态图像还是动态图像，或者黑白图像还是彩色图像。 

图像亮度转换子模块52：用于根据采集的输入图像亮度得到基准输出图像亮度。 

静态调整系数设定子模块53：用于设定第一调整系数，所述第一调整系数由采集的环境光亮度和基准图像亮度的差值绝对值确定，所述第一调整系数与所述差值绝对值成正比。 

输入图像对比度采集子模块54：用于采集输入图像对比度。 

第二调整系数设定子模块55：用于设定第二调整系数，所述第二调整系数由第一调整系数和采集的输入图像对比度的乘积确定，所述第二系数与所述乘积成正比。 

第二图像电流转换子模块56：用于如果输入图像为动态图像或者彩色图像，用第二调整系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。 

第一图像电流转换子模块57：用于如果输入图像为静态图像或者黑白图像，用第一调整系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。 

或者，电流转换模块45如图6所示，包括： 

模拟直流电流转换子模块651：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，所述第一电流为模拟直流电流。 

模拟直流电流转换子模块651具体用于： 

将环境光亮度转换成红、绿、蓝三基色环境光亮度，将红、绿、蓝三基色环境光亮度分别乘差值调整系数转换成模拟直流电流。 

PWM电流转换子模块652：用于将输入图像亮度转换成第二电流，所述第二电流为PWM电流。 

PWM电流转换子模块652具体用于： 

将输入图像亮度转换成红、绿、蓝三基色输入图像亮度，将红、绿、蓝三基色输入图像亮度分别按照输入图像亮度输出比例转换成PWM电流。 

光源驱动子模块653：用于将模拟直流电流与PWM电流叠加作为光源驱动电流输出。 

以上装置实施例的工作流程参见方法实施例。 

本实施例通过采集环境光亮度以及实时动态的调整光源亮度，改善亮度输出，提高对比度，使得投影显示在不同场合，不同环境，不同的观看用途中，都能到达显示效果的优化，以突出激光在显示中的优势，降低外界环境光变化对激光投影显示效果的影响。 

本发明激光投影设备的一个实施例，包括：光源亮度调整装置， 

所述光源亮度调整装置，如图4所示，包括： 

标准设定模块41：用于设定环境光亮度标准值。 

环境光亮度采集模块42：用于采集环境光亮度。 

调整系数设定模块43：确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数与所述差值绝对值成正比。 

输入图像亮度采集模块44：用于采集输入图像亮度。 

电流转换模块45：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。 

进一步的，电流转换模块45如图5所示，包括： 

判断子模块51：用于判断输入图像的类型，所述类型包括静态图像还是动态图像，或者黑白图像还是彩色图像。 

图像亮度转换子模块52：用于根据采集的输入图像亮度得到基准输出图像亮度。 

静态调整系数设定子模块53：用于设定第一调整系数，所述第一调整系数由采集的环境光亮度和基准图像亮度的差值绝对值确定，所述第一调整系数与所述差值绝对值成正比。 

输入图像对比度采集子模块54：用于采集输入图像对比度。 

第二调整系数设定子模块55：用于设定第二调整系数，所述第二调整系数由第一调整系数和采集的输入图像对比度的乘积确定，所述第二系数与所述乘 积成正比。 

第二图像电流转换子模块56：用于如果输入图像为动态图像或者彩色图像，用第二调整系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。 

第一图像电流转换子模块57：用于如果输入图像为静态图像或者黑白图像，用第一调整系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。 

或者，电流转换模块45如图6所示，包括： 

模拟直流电流转换子模块651：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，所述第一电流为模拟直流电流。 

模拟直流电流转换子模块651具体用于： 

将环境光亮度转换成红、绿、蓝三基色环境光亮度，将红、绿、蓝三基色环境光亮度分别乘差值调整系数转换成模拟直流电流。 

PWM电流转换子模块652：用于将输入图像亮度转换成第二电流，所述第二电流为PWM电流。 

PWM电流转换子模块652具体用于： 

将输入图像亮度转换成红、绿、蓝三基色输入图像亮度，将红、绿、蓝三基色输入图像亮度分别按照输入图像亮度输出比例转换成PWM电流。 

光源驱动子模块653：用于将模拟直流电流与PWM电流叠加作为光源驱动电流输出。 

以上各模块的工作流程参见方法实施例。 

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。 

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。 

Claims (10)

1.一种光源亮度调整的方法，其特征在于，包括：

设定环境光亮度标准值；

采集环境光亮度；

确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与所述环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数随所述差值绝对值的增大而增大；

采集输入图像亮度；

将所述环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将所述输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将输入图像亮度转换成第二电流包括：

判断输入图像的类型，所述类型包括静态图像还是动态图像，或者黑白图像还是彩色图像；

根据采集的输入图像亮度得到基准输出图像亮度；

设定第一调整系数，所述第一调整系数由采集的环境光亮度和基准图像亮度的差值绝对值确定，所述第一调整系数与所述差值绝对值成正比；

采集输入图像对比度；

设定第二调整系数，所述第二调整系数由第一调整系数和采集的输入图像对比度的乘积确定，所述第二调整系数与所述乘积成正比；

如果输入图像为动态图像或者彩色图像，用第二系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流；

如果输入图像为静态图像并且为黑白图像，用第一系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出包括：

将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，所述第一电流为模拟直流电流；

将输入图像亮度转换成第二电流，所述第二电流为PWM电流；

将模拟直流电流与PWM电流叠加作为光源驱动电流输出。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将环境光亮度乘差值调整系数转换成模拟直流电流具体为：

将环境光亮度转换成红、绿、蓝三基色环境光亮度，将红、绿、蓝三基色环境光亮度分别乘差值调整系数转换成模拟直流电流。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将输入图像亮度转换成PWM电流具体为：

将输入图像亮度转换成红、绿、蓝三基色输入图像亮度，将红、绿、蓝三基色输入图像亮度分别转换成PWM电流。

6.一种光源亮度调整的装置，其特征在于，包括：

标准设定模块：用于设定环境光亮度标准值；

环境光亮度采集模块：用于采集环境光亮度；

调整系数设定模块：确定环境光亮度的差值调整系数，所述差值调整系数根据环境光亮度与环境光亮度标准值的差值绝对值确定，所述差值调整系数随所述差值绝对值的增大而增大；

输入图像亮度采集模块：用于采集输入图像亮度；

电流转换模块：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，将所述输入图像亮度转换成第二电流，两路电流叠加形成光源驱动电流输出。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，电流转换模块包括：

判断子模块：用于判断输入图像的类型，所述类型包括静态图像还是动态图像，或者黑白图像还是彩色图像；

图像亮度转换子模块：用于根据采集的输入图像亮度得到基准输出图像亮度；

第一调整系数设定子模块：用于设定第一调整系数，所述第一调整系数由采集的环境光亮度和基准图像亮度的差值绝对值确定，所述第一调整系数与所述差值绝对值成正比；

输入图像对比度采集子模块：用于采集输入图像对比度；

第二调整系数设定子模块：用于设定第二调整系数，所述第二调整系数由第一调整系数和采集的输入图像对比度的乘积确定，所述第二系数与所述乘积成正比；

第二图像电流转换子模块：用于如果输入图像为动态图像或者彩色图像，用第二调整系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流；

第一图像电流转换子模块：用于如果输入图像为静态图像并且为黑白图像，用第一调整系数乘以输入图像亮度转换成所述第二电流。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，电流转换模块包括：

模拟直流电流转换子模块：用于将环境光亮度乘差值调整系数转换成第一电流，所述第一电流为模拟直流电流；

PWM电流转换子模块：用于将输入图像亮度转换成第二电流，所述第二电流为PWM电流；

光源驱动子模块：用于将模拟直流电流与PWM电流叠加作为光源驱动电流输出。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，模拟直流电流转换子模块具体用于：

将环境光亮度转换成红、绿、蓝三基色环境光亮度，将红、绿、蓝三基色环境光亮度分别乘差值调整系数转换成模拟直流电流；

PWM电流转换子模块具体用于：

将输入图像亮度转换成红、绿、蓝三基色输入图像亮度，将红、绿、蓝三基色输入图像亮度分别转换成PWM电流。

10.一种激光投影设备，其特征在于，包括：如权利要求6-9所述的光源亮度调整的装置。

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