CN102402942A - 提高led显示屏能效指数的方法及led显示屏 - Google Patents

提高led显示屏能效指数的方法及led显示屏 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高LED显示屏能效指数的方法，该方法具体包括步骤，获取环境光亮度值和/或图像亮度值，并对环境光亮度值和/或图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值；根据目标背光值，对LED显示屏背光的亮度进行调整。本发明实现了LED显示屏根据环境光亮度或者图像亮度调节背光亮度，降低了LED显示屏的功耗，从而提高了LED显示屏的能效指数。

Description

提高LED显示屏能效指数的方法及LED显示屏
技术领域
本发明涉及电视技术领域，具体是一种提高LED显示屏能效指数的方法及LED显示屏。
背景技术
随着节能环保的提倡，高能效指数已成为LED电视性能的首要标准。能效指数主要取决于整机功耗，LED电视中的显示屏是通过点亮LED背光被动发光的，其中，LED电视整机的耗电量主要取决于LED显示屏背光灯，目前市面上的LED电视在开机之后背光一直都是处于最高亮度，势必增加了整机功耗，降低了能效指数。而另一方面，当环境光很暗时，过高亮度的LED显示屏会刺眼，当图像画面很暗时，过高亮度的显示屏会降低图像的对比度和层次感。因此，若LED显示屏一直处于最高亮度时，不仅降低了用户使用电视时的舒适度，更增加了LED电视的整机功耗，降低了能效指数。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种提高LED显示屏能效指数的方法，以实现在提高用户体验度的同时，降低LED显示屏的能耗，提高能效指数。
本发明提出一种提高LED显示屏能效指数的方法，所述方法包括具体以下步骤：
获取环境光亮度值和/或图像亮度值，并对所述环境光亮度值和/或图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值；
根据所述目标背光值，对LED显示屏的背光亮度进行调整。
优选地，所述获取环境光亮度值，并对所述环境光亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值的步骤具体包括：
光传感器获取环境光亮度值并转换输出电压值Ut发送至CPU，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU周期性获取所述电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
优选地，所述获取图像亮度值，并对所述图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值的步骤具体包括：
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
优选地，获取环境光亮度值和图像亮度值，并对所述环境光亮度值和图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值具体包括：
光传感器周期性获取环境光亮度值并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU根据所述输出电压值Ut计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值；
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)；
根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2计算目标背光值B＝(B1+B2)/2；
其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
优选地，所述CPU根据所述目标背光值，对背光灯亮度进行调整的具体包括步骤：
CPU设置背光亮度调整周期，根据所述背光亮度调整周期对所述目标背光值进行微调，根据所述目标背光值输出脉冲宽度调制PWM波控制背光灯亮度。
本发明还提出一种LED显示屏，包括背光灯，所述LED显示屏还包括光传感器以及CPU，其中：
所述光传感器，用于将环境光亮度转化为电压并输出至CPU；
所述CPU，用于获取环境光亮度值以及图像亮度值，并根据环境光亮度值和/或图像亮度值获取LED显示屏目标背光值；以及，
根据所述目标背光值，对所述背光灯的亮度进行调整。
优选地，所述所述光传感器具体用于获取环境光亮度并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU具体用于计算环境光亮度值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
优选地，CPU具体用于：
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
优选地，所述光传感器具体用于获取环境光亮度并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
所述CPU包括第一目标背光值获取模块和第二目标背光值获取模块，其中：
所述第一目标背光值获取模块，用于接收光传感器发送的电压值Ut并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值；
所述第二目标背光值获取模块，用于读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；以及，
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)；
所述CPU还用于根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2计算目标背光值B＝(B1+B2)/2；
其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
优选地，所述CPU设置背光亮度调整周期，根据所述背光亮度调整周期对所述目标背光值进行微调，根据所述目标背光值输出脉冲宽度调制PWM波控制背光灯亮度。
实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明提供的提高LED显示屏能效指数的方法，通过根据环境光亮度值的变化比例或者图像亮度值调节LED显示屏背光亮度，使得LED屏显示屏能够根据环境的变化以及图像亮度提供适应性的背光亮度，提供更佳的用户体验度的同时，降低LED显示屏能耗，最终提高LED显示屏的能效指数。
附图说明
图1为本发明提高LED显示屏能效指数的方法一实施例的流程图；
图2为本发明LED显示屏一实施例的结构示意图；
图3为本发明LED显示屏另一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为提高LED显示屏能效指数的方法一实施例的流程图，该方法具体包括步骤：
S110：获取环境光亮度值和/或图像亮度值，并对环境光亮度值和/或图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值；
其中，LED显示屏可以为电视机的LED显示屏，也可以为电脑显示器中的LED显示屏，或者是带有显示功能的其他设备的LED显示屏。本实施例中，LED显示屏获取当前环境光亮度值和/或图像亮度值，其中环境光亮度值根据光传感器获得，图像亮度值由CPU根据LED显示屏某一时刻播放的图像获得。获取LED显示屏背光值的方式具体包括周期性根据环境光亮度获取、周期性根据LED显示屏显示图像的亮度获取或者根据环境光亮度以及LED显示屏显示图像的亮度同时获取。
S120：根据目标背光值，对LED显示屏背光的亮度进行调整；
具体的，可先设置LED显示屏背光亮度调整周期，在所LED背光亮度调整周期内对目标背光值进行微调。LED显示屏背光值的变化范围为0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。CPU记录当前LED显示屏的当前背光值，当环境光变化或者图像变化时，获取目标背光值，当获取到的目标背光值与当前背光值的差值大于5时，则进行背光调节，否则不进行背光调节。设定背光调整周期为100ms，当获取到的目标背光值大于当前背光值时，将记录到当前背光值以100ms为周期循环加1获取新的当前背光值，同时根据新的当前背光值对LED显示屏背光亮度进行调节，直到新的当前背光值等于目标背光值时停止调整；当获取到的目标背光值小于当前背光值时，将记录的当前背光值以100ms为周期循环减1获取新的当前背光值，同时根据新的当前背光值对LED显示屏背光亮度进行调节，直到新的当前背光值等于目标背光值时停止调整。CPU可根据目标背光值输出脉冲宽度调制PWM波控制LED显示屏背光亮度，其中PWM波形控制的占空比决定背光的亮暗程度。CPU根据目标背光值调整PWM波的占空比，背光值的范围是0～100，对应PWM波占空比的范围是0％～100％。CPU依照目标背光值对LED显示屏背光亮度进行调整，使得LED显示屏背光亮度根据目标背光值的变化，不再始终处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数，并且采用循环微调的方式，避免了在对LED显示屏亮度进行调整时出现屏闪现象。
本发明提供的提高LED显示屏能效指数的方法，根据环境光亮度和/或图像亮度获得目标背光值，并根据该目标背光值调节LED显示屏亮度，使得LED显示屏背光灯能够根据环境光以及图像亮度提供适应性的背光亮度，在调节时采用循环微调节的方式，防止了屏闪的出现，提供更佳的用户体验度的同时，降低了LED显示屏能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
更为具体的，在前述实施例的基础上，本实施例中步骤S110中根据环境光亮度获取目标背光值具体包括步骤：
S1101：光传感器获取环境光亮度值并转换输出电压值Ut至CPU，其中Ut为t时刻的电压值；
LED显示屏开机之后，光传感器将环境光的亮度实时地转换为电压，在本实施例中，电压的范围是0～3.3V，将电压输入LED显示屏中CPU的一个I/O接口并通过A/D转换后获得电压值Ut，电压值可以转化为0～255的数值，其中，电压值越大，转换后的数值就越大。
S1102：CPU周期性获取电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
为了实时地反映出当前环境光的变化，CPU以200ms为周期，循环读取根据环境光亮度转化的电压数值，并采用加权平均处理的方法计算出环境光亮度值：首先建立一个缓冲数组，将一段时间内连续读取到的几个电压数值依次存入该缓冲数组，对该缓冲数组中的值进行加权平均处理后获得环境光亮度值，根据该环境光亮度值获取第一目标背光值。更为具体的，计算环境光亮度值Ua＝∑Ut×f/∑f。例如，设置缓冲数组的长度为3，三个电压数值的权重分别设置为0.6、0.4、0.2，对应的时间点为t，t-1，t-2，对应时间点读取到的电压数值为Ut、Ut-1、Ut-2，则获得环境光亮度值Ua＝(Ut×0.6+Ut-1×0.4+Ut-2×0.2)/(0.2+0.4+0.6)。背光值的可变化范围0～100，其中表示0背光最暗，100表示背光最亮。根据环境光亮度值变化占环境光亮度范围的比例，获取第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，由于Smin＜Ua＜Smax，所以第一目标背光值B1＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
在本实施例中，根据环境光亮度获得目标背光值，将该目标背光值用于调整LED显示屏背光的亮度，使得LED显示屏的背光亮度根据环境光的变化进行调整，避免了LED显示屏一直处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
在其他的实施例中，在步骤S110中还可根据图像亮度获取目标背光值，具体包括步骤：
S1111：读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
CPU以200ms为周期，自动获取每帧图像的直方图信息，根据获取每帧图像的总像素个数H，将亮度分为32个亮度灰阶。LED显示屏中的CPU首先读出总共的像素个数H，本实施例中，以两阶为计算单位，所以32阶实际上被划分为16阶，定义亮度虚拟值I虚拟值的范围为0～15，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值。
S1112：根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×100/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
由于亮度虚拟值Im≤15，所以目标背光值B≤100，只有当画面是白场时亮度虚拟值Im＝15，通常情况下，画面都不是全白色，所以亮度虚拟值Im＜15，则第二目标背光值B2＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
在本实施例中，根据图像亮度获得目标背光值，根据目标背光值调整LED显示屏的背光亮度，使得背光灯亮度根据图像亮度的变化进行调整，避免了LED显示屏一直处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
在其他的实施例中，在步骤S110中还可以根据环境光亮度和图像亮度同时获得目标背光值，具体包括步骤：
S1121：光传感器获取环境光亮度值并转换输出电压值Ut至CPU，其中Ut为t时刻的电压值；
LED显示屏开机之后，由位于LED显示屏上的光传感器将环境光的亮度实时地转换为电压，在本实施例中，电压的范围是0～3.3V，将电压输入LED显示屏中CPU的一个I/O接口并通过A/D转换后获得电压值Ut，电压值可以转化为0～255的数值，其中，电压值越大，转换后的数值就越大。
S1122：CPU周期性获取电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值；。
为了实时地反映出当前环境光的变化，CPU以200ms为周期，循环读取根据环境光亮度转化的电压数值，并采用加权平均处理的方法计算出环境光亮度值：首先建立一个缓冲数组，将一段时间内连续读取到的几个电压数值依次存入该缓冲数组，对该缓冲数组中的值进行加权平均处理后获得环境光亮度值。更为具体的，计算环境光亮度值Ua＝∑Ut×f/∑f。例如，设置缓冲数组的长度为3，三个电压数值的权重分别设置为0.6、0.4、0.2，对应的时间点为t，t-1，t-2，对应时间点读取到的电压数值为Ut、Ut-1、Ut-2，则获得环境光亮度值Ua＝(Ut×0.6+Ut-1×0.4+Ut-2×0.2)/(0.2+0.4+0.6)。背光值的可变化范围0～100，其中表示0背光最暗，100表示背光最亮。根据环境光亮度值变化占环境光亮度范围的比例，获取第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，由于Smin＜Ua＜Smax，所以第一目标背光值B1＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
S1123：读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
CPU以200ms为周期，自动获取每帧图像的直方图信息，根据获取每帧图像的总像素个数H，将亮度分为32个亮度灰阶。LED显示屏中的CPU首先读出总共的像素个数H，本实施例中，以两阶为计算单位，所以32阶实际上被划分为16阶，定义亮度虚拟值I虚拟值的范围为0～15，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值。
S1124：根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×100/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
由于亮度虚拟值Im≤15，所以目标背光值B≤100，只有当画面是白场时亮度虚拟值Im＝15，通常情况下，画面都不是全白色，所以亮度虚拟值Im＜15，则第二目标背光值B2＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
S1125：根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2计算目标背光值B＝(B1+B2)/2；
其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮；
根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2的均值调节LED显示屏的背光亮度，由于第一目标背光值B1以及第二目标背光值B2都小于背光值的最高值100，所以目标背光值B＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
在本实施例中，根据环境光亮度和图像亮度分别获取第一目标背光值和第二目标背光值，取两者的均值作为目标背光值，使得LED显示屏的背光灯亮度同时根据环境光和图像亮度的变化进行调整，避免了LED显示屏背光灯一直处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
参照图2，本发明另一实施例还提出一种LED显示屏，包括背光灯200，还包括光传感器310以及CPU320，其中：
光传感器310，用于将环境光亮度转化为电压并输出至CPU320；
CPU320，用于获取环境光亮度值以及图像亮度值，并根据环境光亮度值和/或图像亮度值获取LED显示屏目标背光值；以及，
根据目标背光值，对背光灯200的亮度进行调整。
其中，LED显示屏可以为电视机的LED显示屏，也可以为电脑显示器中的LED显示屏，或者是带有显示功能的其他设备的LED显示屏。本实施例中，环境光亮度值由光传感器310获得，图像亮度值由CPU320根据LED显示屏某一时刻播放的图像获得。获取LED显示屏目标背光值的方式具体包括根据环境光亮度获取、根据LED显示屏显示图像的亮度获取或者根据环境光亮度以及LED显示屏显示图像的亮度同时获取。
CPU320先设置LED显示屏背光灯亮度调整周期，在该调整周期内对目标背光值进行微调。LED显示屏背光值的变化范围为0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。CPU320记录当前LED显示屏的当前背光值，当环境光变化或者图像变化时，获取目标背光值，当获取到的目标背光值与当前背光值的差值大于5时，则进行背光调节，否则不进行背光调节。设定背光调整周期为100ms，当获取到的目标背光值大于当前背光值时，将记录到当前背光值以100ms为周期循环加1获取新的当前背光值，同时根据新的当前背光值对LED显示屏背光灯亮度进行调节，直到新的当前背光值等于目标背光值时停止调整；当获取到的目标背光值小于当前背光值时，将记录的当前背光值以100ms为周期循环减1获取新的当前背光值，同时根据新的当前背光值对LED显示屏背光灯亮度进行调节，直到当前背光值等于目标背光值时停止调整。CPU320可根据目标背光值输出脉冲宽度调制PWM波控制LED显示屏背光灯亮度，其中PWM波形控制的占空比决定背光的亮暗程度。CPU320根据目标背光值调整PWM波的占空比，背光值的范围是0～100，对应PWM波占空比的范围是0％～100％。LED显示模块依照PWM波对LED显示屏背光亮度进行调整，使得LED显示屏背光灯亮度根据目标背光值的变化，不再始终处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数，并且采用循环微调的方式，避免了在对LED显示屏亮度进行调整时出现屏闪现象。
本发明提供的提高LED显示屏，根据环境光亮度和/或图像亮度获得目标背光值，并根据该目标背光值调节LED显示屏亮度，使得LED显示屏的背光灯能够根据环境光以及图像亮度提供适应性的背光亮度，在调节时采用循环微调节的方式，防止了屏闪的出现，提供更佳的用户体验度的同时，降低了LED显示屏能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
参照图2，在前述实施例的基础上，本实施例中，光传感器310具体用于获取环境光亮度并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU320具体用于周期性获取所述电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中，Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值，背光值B的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
LED显示屏开机之后，光传感器310将环境光的亮度实时地转换为电压，在本实施例中，电压的范围是0～3.3V，将电压输入LED显示屏中CPU的一个I/O接口并通过A/D转换后获得电压值Ut，电压值可以转化为0～255的数值，其中，电压值越大，转换后的数值就越大。
为了实时地反映出当前环境光的变化，CPU320以200ms为周期，循环读取根据环境光亮度转化的电压数值，并采用加权平均处理的方法计算出环境光亮度值：首先建立一个缓冲数组，将一段时间内连续读取到的几个电压数值依次存入该缓冲数组，对该缓冲数组中的值进行加权平均处理后获得环境光亮度值，根据该环境光亮度值获取第一目标背光值。更为具体的，CPU320计算环境光亮度值Ua＝∑Ut×f/∑f。例如，设置缓冲数组的长度为3，三个电压数值的权重分别设置为0.6、0.4、0.2，对应的时间点为t，t-1，t-2，对应时间点读取到的电压数值为Ut、Ut-1、Ut-2，则获得环境光亮度值Ua＝(Ut×0.6+Ut-1×0.4+Ut-2×0.2)/(0.2+0.4+0.6)。CPU320设定背光值的可变化范围0～100，其中表示0背光最暗，100表示背光最亮。根据环境光亮度值变化占环境光亮度范围的比例，获取第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，由于Smin＜Ua＜Smax，所以第一目标背光值B1＜100，从而降低了LED显示屏背光值亮度。
在本实施例中，根据环境光亮度获得目标背光值，将该目标背光值用于调整LED显示屏的背光灯亮度，使得LED显示屏的背光亮度根据环境光的变化进行调整，避免了LED显示屏一直处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
参照图2，在其它的实施例中，CPU320还具体用于：
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
CPU320以200ms为周期，自动获取每帧图像的直方图信息，根据获取每帧图像的总像素个数H，将亮度分为32个亮度灰阶。CPU320首先读出总共的像素个数H，本实施例中，以两阶为计算单位，所以32阶实际上被划分为16阶，定义亮度虚拟值I虚拟值的范围为0～15，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值。
CPU320根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×100/(n-1)，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。由于亮度虚拟值Im≤15，所以目标背光值B≤100，只有当画面是白场时亮度虚拟值Im＝15，通常情况下，画面都不是全白色，所以亮度虚拟值Im＜15，则第二目标背光值B2＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
在本实施例中，根据图像亮度获得目标背光值，根据目标背光值调整LED显示屏的背光亮度，使得背光灯200亮度根据图像亮度的变化进行调整，避免了LED显示屏一直处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
参照图3，图3为本发明另一实施例中LED显示屏的结构示意图，在本发明的另一实施例中，光传感器310具体用于获取环境光亮度并转换输出电压值Ut至CPU320，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU320包括第一目标背光值获取模块321和第二目标背光值获取模块322，其中：
第一目标背光值获取模块321，用于接收光传感器310发送的电压值Ut并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重；以及，
计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值；
第二目标背光值获取模块322，用于读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；以及，
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)；
CPU320还用于根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2计算目标背光值B＝(B1+B2)/2，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
LED显示屏开机之后，光传感器310将实时地将环境光的亮度转换为电压，在本实施例中，电压的范围是0～3.3V，将电压输入LED显示屏中CPU320的一个I/O接口并通过A/D转换后获得电压值Ut，电压值可以转化为0～255的数值，其中，电压值越大，转换后的数值就越大。
第一目标背光值获取模块321周期性获取电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值。
为了实时地反映出当前环境光的变化，CPU320以200ms为周期，循环读取根据环境光亮度转化的电压数值，并采用加权平均处理的方法计算出环境光亮度值：首先建立一个缓冲数组，将一段时间内连续读取到的几个电压数值依次存入该缓冲数组，对该缓冲数组中的值进行加权平均处理后获得环境光亮度值。更为具体的，计算环境光亮度值Ua＝∑Ut×f/∑f。例如，设置缓冲数组的长度为3，三个电压数值的权重分别设置为0.6、0.4、0.2，对应的时间点为t，t-1，t-2，对应时间点读取到的电压数值为Ut、Ut-1、Ut-2，则获得环境光亮度值Ua＝(Ut×0.6+Ut-1×0.4+Ut-2×0.2)/(0.2+0.4+0.6)。背光值的可变化范围0～100，其中表示0背光最暗，100表示背光最亮。根据环境光亮度值变化占环境光亮度范围的比例，获取第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，由于Smin＜Ua＜Smax，所以第一目标背光值B1＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
第二目标背光值获取模块322以200ms为周期，自动获取每帧图像的直方图信息，根据获取每帧图像的总像素个数H，将亮度分为32个亮度灰阶。LED显示屏中的CPU320首先读出总共的像素个数H，本实施例中，以两阶为计算单位，所以32阶实际上被划分为16阶，定义亮度虚拟值I虚拟值的范围为0～15，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值。
第二目标背光值获取模块322根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×100/(n-1)。
由于亮度虚拟值Im≤15，所以目标背光值B≤100，只有当画面是白场时亮度虚拟值Im＝15，通常情况下，画面都不是全白色，所以亮度虚拟值Im＜15，则目标背光值B＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
CPU320根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2的均值调节LED显示屏的背光亮度，由于第一目标背光值B1以及第二目标背光值B2都小于背光值的最高值100，所以目标背光值B＜100，从而降低了LED显示屏背光亮度。
在本实施例中，根据环境光亮度和图像亮度分别获取第一目标背光值和第二目标背光值，取两者的均值作为目标背光值，并根据该目标背光值调节LED显示屏背光亮度，使得LED显示屏的亮度同时根据环境光和图像亮度的变化进行调整，避免了LED显示屏背光一直处于最高亮度，从而降低了LED显示屏整机的能耗，提高了LED显示屏的能效指数。
以上上述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高LED显示屏能效指数的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
获取环境光亮度值和/或图像亮度值，并对所述环境光亮度值和/或图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值；
根据所述目标背光值，对LED显示屏背光的亮度进行调整。
2.如权利要求1所述的提高LED显示屏能效指数的方法，其特征在于，所述获取环境光亮度值，并对所述环境光亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值的步骤具体包括：
光传感器获取环境光亮度值并转换输出电压值Ut发送至CPU，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU周期性获取所述电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中，Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
3.如权利要求1所述的提高LED显示屏能效指数的方法，其特征在于，所述获取图像亮度值，并对所述图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值的步骤具体包括：
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
4.如权利要求1所述的提高LED显示屏能效指数的方法，其特征在于，获取环境光亮度值和图像亮度值，并对所述环境光亮度值和图像亮度值进行运算，得到LED显示屏目标背光值具体包括：
光传感器获取环境光亮度值并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU周期性根据所述输出电压值Ut计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值；
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)；
根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2计算目标背光值B＝(B1+B2)/2；
其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
5.如权利要求1、2、3或4所述的提高LED显示屏能效指数的方法，其特征在于，所述CPU根据所述目标背光值，对背光灯亮度进行调整的具体包括步骤：
CPU设置背光亮度调整周期，根据所述背光亮度调整周期对所述目标背光值进行微调，根据所述目标背光值输出脉冲宽度调制PWM波控制背光灯亮度。
6.一种LED显示屏，包括背光灯，其特征在于，所述LED显示屏还包括光传感器以及CPU，其中：
所述光传感器，用于将环境光亮度转化为电压并输出至CPU；
所述CPU，用于获取环境光亮度值以及图像亮度值，并根据环境光亮度值和/或图像亮度值获取LED显示屏目标背光值；以及，
根据所述目标背光值，对所述背光灯的亮度进行调整。
7.如权利要求6所述的LED显示屏，其特征在于，所述光传感器具体用于获取环境光亮度并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
CPU具体用于周期性获取所述电压值Ut，并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
8.如权利要求6所述的LED显示屏，其特征在于，CPU具体用于：
读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)，其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
9.如权利要求6所述的LED显示屏，其特征在于，所述光传感器具体用于获取环境光亮度并转换输出电压值Ut，其中Ut为t时刻的电压值；
所述CPU包括第一目标背光值获取模块和第二目标背光值获取模块，其中：
所述第一目标背光值获取模块，用于接收光传感器发送的电压值Ut并计算环境光亮度值的平均值Ua＝∑Ut×f/∑f，其中f为权重，计算第一目标背光值B1＝(Ua-Smin)×(100-0)/(Smax-Smin)，其中Smax为环境光亮度最大值，Smin为环境光亮度最小值；
所述第二目标背光值获取模块，用于读取每帧图像的灰度直方图，获取每帧图像的总像素个数H，将每帧图像的亮度分为n阶，定义亮度虚拟值I虚拟值范围为0～n，分别读取每阶亮度的像素个数Hn，计算图像亮度和I亮度和＝∑Hn×I虚拟值；以及，
根据图形亮度和I亮度和计算每个像素的平均亮度Im＝I亮度和/H，根据图形的平均亮度Im计算第二目标背光值B2＝Im×(100-0)/(n-1)；
所述CPU还用于根据第一目标背光值B1和第二目标背光值B2计算目标背光值B＝(B1+B2)/2；
其中，背光值的变化范围是0～100，0代表背光最暗，100代表背光最亮。
10.如权利要求6、7、8或9所述的LED显示屏，其特征在于，所述调整模块具体用于：CPU设置背光亮度调整周期，根据所述背光亮度调整周期对所述目标背光值进行微调，根据所述目标背光值输出脉冲宽度调制PWM波控制背光灯亮度。
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