CN103021329A - 一种led全彩屏系统及其亮度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED全彩屏系统及其亮度调节方法。该LED显示屏的每个LED显示模组上均设置有亮度传感器。该亮度调节方法，首先获取各LED显示模组所处环境的环境亮度值；然后根据各LED显示模组所处环境的环境亮度值，生成各LED显示模组的亮度调节数据；最后根据各LED显示模组亮度调节数据调节各LED显示模组的亮度。采用了本发明技术方案亮度调节方法的一种LED全彩屏系统，由于各LED显示模组上均设置有一个亮度传感器，不但可以调整每个LED显示单元箱体的亮度，而且可以调整每个LED显示模组，甚至每个像素的亮度，实现亮暗区域的柔和过度，而且降低了过度区域的方块效应，达到良好的视觉效果；同时降低了环境中的光污染，节省电力资源，符合当今低碳环保的理念。

Description

一种LED全彩屏系统及其亮度调节方法

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，具体涉及一种LED全彩屏系统及其亮度调节方法。

背景技术

目前的LED全彩屏系统通常包括：控制计算机、视频控制器和LED显示屏，LED显示屏通常包括拼装在一起的多个LED显示单元箱体。控制计算机内的视频文件，通过视频控制器传输给LED显示屏的某一个LED显示单元箱体。各LED显示单元箱体截取属于自己的那一部分图像文件进行显示的同时，将图像文件传输给下一个LED显示单元箱体。各LED显示单元箱体显示的内容组合起来就是LED显示屏应该显示的画面。

LED显示屏所处的环境，可能会影响LED显示屏的显示效果，通常在较亮环境光下需要提高显示亮度，在较暗环境光下则需要降低显示亮度，才能保持较好的显示效果。所以最新的技术中如图1所示，LED全彩屏系统还包括一个智能环境控制器，而LED显示屏上设置有一个亮度传感器，该亮度传感器只能与环境控制器连接，智能环境控制器可以通过该亮度传感器获取环境亮度值，然后通过视频控制器反馈给控制计算机。最终控制计算机可以根据反馈回来的环境亮度值来调整LED显示屏的亮度，达到更好的显示效果。

但是，目前的LED全彩屏系统，其LED显示屏上只设置有一个亮度传感器，而LED显示屏所处的环境光可能较为复杂。比如LED显示屏上的某一部分可能被建筑物或者树木等遮挡而处于阴影下，其它部分则处于阳光下，亮度传感器所感知的环境亮度数据则不能反映LED显示屏所处的真是环境的亮度，此时按照该亮度传感器获取的环境亮度值进行的亮度调整，并不能获得很好的显示效果，因此需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种LED全彩屏系统，解决目前LED全彩屏系统基于环境亮度进行亮度调节时，只能整屏进行调节，因而不能获得很好的显示效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种LED全彩屏系统，包括LED显示屏，所述LED显示屏包括拼装在一起的多个LED显示单元箱体；每个LED显示单元箱体包括扫描卡，以及与所述扫描卡连接，在扫描卡驱动下工作的多个LED显示模组；每个LED显示模组还包括LED显示模组控制卡和亮度传感器，所述亮度传感器与该LED显示模组的LED显示模组控制卡连接，且各LED显示模组通过其LED显示模组控制卡与所属LED显示单元箱体的扫描卡连接。

优选的技术方案中，所述亮度传感器设置在所属LED显示模组的左上角。

本发明所要解决的技术问题之二是相应提供一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，解决目前LED全彩屏系统基于环境亮度进行亮度调节时，只能整屏进行调节，不能获得很好的显示效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其基于前述的一种LED全彩屏系统进行亮度调节，该方法包括如下步骤：

S1、获取各LED显示模组所处环境的环境亮度值；

S2、根据各LED显示模组所处环境的环境亮度值，生成各LED显示模组的亮度调节数据；

S3、根据各LED显示模组亮度调节数据调节各LED显示模组的亮度。

优选的技术方案中，所述亮度传感器设置在所属LED显示模组的左上角；所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、均匀化LED显示模组环境亮度值；

S22、将环境亮度值转换为LED显示模组亮度值；

S23、根据LED显示模组亮度值细化像素亮度值。

进一步优选的技术方案中，所述步骤S21中，对于非屏体边缘LED显示模组用3＊3模板均匀化，对于屏体边缘LED显示模组采用2＊2模板均匀化。

更进一步优选的技术方案中，所述3＊3模板均匀化是指：取其及其周围邻近8个LED显示模组的环境亮度值的算术平均数，作为该LED显示模组的环境亮度值。

更进一步优选的技术方案中，所述2＊2模板均匀化是指：取其及其周围邻近3个LED显示模组的环境亮度值的算术平均数，作为该LED显示模组的环境亮度值。

进一步优选的技术方案中，所述步骤S22将环境亮度转换为LED显示模组亮度值，是指根据环境与屏体的亮度转换表，将环境亮度值转换为LED显示模组亮度值。

进一步优选的技术方案中，所述步骤S23细化像素亮度中，

对于非最右一列，也非最下一行的LED显示模组：

首先规定左上角像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值L1，右上角像素的亮度值为其右侧LED显示模组的亮度值L2，左下角像素的亮度值为其下方LED显示模组的亮度值L3，右下角像素的亮度值为其右下角LED显示模组的亮度值L4；

然后由线性关系先求出最左列和最右列每个像素的亮度值:则最左列第n个像素的亮度值：LLn=(L3-L1)*n/H+L1；最右列第n个像素的亮度值：LRn=(L4-L2)*n/H+L2；

最后由每行的起点和终点的像素的亮度值确定每行中其它各像素的亮度值:则第n行的第m个像素的亮度值：Lnm=(LRn-LLn)*m/W+LRn；

对于最下一行，非右下角的LED显示模组：先规定纵向各像素的亮度值相同；再规定第一列像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值，而最右列像素的亮度值为其右方LED显示模组的亮度值；最后，中间各列像素的亮度值按照线性增加或减少；

对于最右一列，非右下角的LED显示模组：先规定横向各像素的亮度值相同，再规定第一行像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值，而最下一行像素的亮度值为其下方LED显示模组的亮度值；最后，中间各行像素的亮度值按照线性增加或减少；

对于右下角的LED显示模组：规定其每个像素的亮度值为该LED显示模组的亮度值ML。

本发明的有益效果是：

采用了本发明技术方案一种LED全彩屏系统的亮度调节方法的一种LED全彩屏系统，由于各LED显示模组上均设置有一个亮度传感器，且基于该LED全彩屏系统的LED全彩屏系统亮度调节方法，获取各LED显示模组所处环境的环境亮度值后，根据各LED显示模组所处环境的环境亮度值，生成各LED显示模组的亮度调节数据，最终根据各LED显示模组亮度调节数据调节各LED显示模组的亮度，因此最终可以根据环境亮度的改变，自动调整播放视频的各帧画面的亮度，不但可以调整每个LED显示单元箱体的亮度，而且可以调整每个LED显示模组，甚至每个像素的亮度，实现亮暗区域的柔和过度。基于本发明LED全彩屏系统的LED全彩屏系统自动亮度调节方法，降低了过度区域的方块效应，确保了不同亮暗区域间的柔和过度，达到良好的视觉效果。同时，降低了环境中的光污染，节省电力资源，符合当今低碳环保的理念。

附图说明

图1是现有LED全彩屏系统的系统原理框图；

图2是本发明具体实施方式LED全彩屏系统的系统原理框图；

图3是本发明具体实施方式LED显示屏的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式LED全彩屏系统亮度调节方法的流程图；

图5是本发明具体实施方式中采用3＊3模板均匀化LED显示模组环境亮度时的LED显示屏的示意图；

图6是本发明具体实施方式中采用2＊2模板均匀化LED显示模组环境亮度时的LED显示屏的示意图；

图7是本发明具体实施方式中细化像素亮度时LED显示模组的示意图。

下面将结合附图对本发明作进一步详述。

具体实施方式

本发明具体实施方式提供的一种LED全彩屏系统如图2所示，包括：控制计算机、视频控制器和LED显示屏，控制计算机通过视频控制器与LED显示屏连接。LED显示屏包括拼接在一起的多个LED显示单元箱体。每个LED显示单元箱体包括：扫描卡以及与所述扫描卡连接，在扫描卡驱动下工作的多个LED显示模组。每个LED显示模组包括LED显示模组控制单元和LED灯板（LED显示模组控制单元通常是一块LED显示模组控制卡），各LED显示模组通过其LED显示模组控制卡与所属LED显示单元箱体的扫描卡连接。

与现有技术的不同之处在于，每个LED显示模组上均安装有一个亮度传感器，所述亮度传感器与该LED显示模组的LED显示模组控制卡连接。具体而言本具体实施方式中如图3所示，亮度传感器安装在LED显示模组的左上角上，图3中各LED显示模组左上角的黑点即代表亮度传感器。LED全彩屏系统工作时，每个LED显示模组的LED显示模组控制单元可以通过与其连接的亮度传感器获取该LED显示模组所处环境的环境亮度值，并通过扫描卡、视频控制器，最终传递给控制计算机,这样控制计算机可以获取LED显示屏上各LED显示模组所处环境的环境亮度值。从而可以根据所获取的各LED显示模组所处环境的亮度值，最终实现各LED显示模组亮度的独立调整，从而获得更好的显示效果。

本具体实施方式提供的一种LED全彩屏系统亮度调节方法如图4所示，包括如下步骤：

S1、获取各LED显示模组所处环境的环境亮度值。具体而言，LED全彩屏系统上电运行后，控制计算机所属的多媒体播放器发送命令，通过视频控制器通知各个LED显示单元箱体的扫描卡，扫描卡再通过与其连接的各LED显示模组的LED显示模组控制单元，获取每个LED显示模组所处环境的环境亮度值。各LED显示模组的LED显示模组控制卡通过所属LED显示模组上设置的亮度传感器获取该LED显示模组所处环境的环境亮度值后，通过所属LED显示单元箱体的扫描卡传输给视频控制器，最终通过视频控制器反馈给控制计算机。

S2、根据各LED显示模组所处环境的环境亮度值，生成各LED显示模组的亮度调节数据。控制计算机将所获取的各LED显示模组所处环境的环境亮度值发送给其多媒体播放器进行处理，最终生成各LED显示模组的亮度调节数据。

S3、根据各LED显示模组亮度调节数据调节各LED显示模组的亮度。多媒体播放器根据所述亮度调节数据，更改其所要播放的各帧图像上对应各LED显示模组的相应区域的显示亮度值。主要是按照Microsoft DirectShow规范,制作一个Filter(滤波器),对多媒体的每帧进行亮度处理。DirectShow是微软公司提供在windows操作平台上开发高性能图形、声音、输入和输出的编程接口。最后通过视频控制器将调节后的各帧图像，映射到每个LED显示单元箱体上，从而就实现了对LED全彩屏亮度的调整，而且是精确到LED显示模组级别的亮度调节。本部分属于现有技术，在此不再详述。

优选的技术方案中，所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、均匀化LED显示模组环境亮度值；多媒体播放器获取每个LED显示模组的环境亮度值后,为了使亮暗区域有渐变过渡先均匀化每个LED显示模组的环境亮度值。

S22、将环境亮度值转换为LED显示模组的亮度值；根据环境与屏体的亮度值转换表，将环境亮度值转换为LED显示模组亮度值。

S23、根据LED显示模组亮度值细化像素亮度值。这样做的目的是为了使LED显示屏上亮暗区域之间有一个渐变的过渡，避免出现因为亮暗不均而出现的方块现象。这是因为如果设置每个LED显示模组上各像素的亮度相同，在亮暗过渡期区域，就会出现方块效应，从而使某小块区域偏亮或偏暗，不能达到渐变过渡，所以需改变每个像素的亮度，也就是细化像素亮度值。

其中步骤S21均匀化LED显示模组环境亮度值，根据各亮度传感器所处的安装位置的不同，形成如下A、B两种不同处理方案：

A、对于非屏体边缘LED显示模组，如图5所示，用3＊3模板均匀化。因为对于目前通用的LED显示模组，3＊3个LED显示模组的大小，相对于在足球场或舞台场所已经足够大，能感知环境亮度的渐变了。

图5中每一个方格代表一个LED显示模组，阴影区域为3＊3模板，代表3＊3个LED显示模组，其中阴影区域中心深灰色方格代表的LED显示模组的环境亮度值L=(L1+L2+...+L9)/9。也就是说取其及其周围邻近8个LED显示模组的环境亮度值的算术平均数，作为该LED显示模组的环境亮度值。

B、对于屏体边缘LED显示模组，也就是LED显示屏上处于最上一行、最下一行、最左一列和最右一列的LED显示模组，如图6所示，采用2＊2模板均匀化。

图6中每一个方格也代表一个LED显示模组，阴影区域为2＊2模板，代表2＊2个LED显示模组，其中左上方深灰色方格代表的LED显示模组亮度值L=(L1+L2+L3+L4)/4。也就是说取其及其周围邻近3个LED显示模组的环境亮度值的算术平均数，作为该LED显示模组的环境亮度值。

其中步骤S23细化像素亮度，按照LED显示模组在LED显示屏中所处的位置又分成如下4种情况：

1、对于非最右一列，也非最下一行的LED显示模组，如图7所示，图中每一个方格代表一个像素。其上各像素的亮度值确定如下：

首先规定左上角像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值L1，右上角像素的亮度值为其右侧LED显示模组的亮度值L2，左下角像素的亮度值为其下方LED显示模组的亮度值L3，右下角像素的亮度值为其右下角LED显示模组的亮度值L4。

然后由线性关系先求出最左列和最右列每个像素的亮度值:

则最左列第n个像素的亮度值：LLn=(L3-L1)*n/H+L1；

最右列第n个像素的亮度值：LRn=(L4-L2)*n/H+L2；

最后由每行的起点和终点的像素的亮度值确定每行中其它各像素的亮度值:

则第n行的第m个像素的亮度值：Lnm=(LRn-LLn)*m/W+LRn。

2、对于最下一行，非右下角的LED显示模组：先规定纵向各像素的亮度值相同。再规定第一列像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值，而最右列像素的亮度值为其右方LED显示模组的亮度值；最后，中间各列像素的亮度值按照线性增加或减少。

3、对于最右一列，非右下角的LED显示模组：先规定横向各像素的亮度值相同，再规定第一行像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值，而最下一行像素的亮度值为其下方LED显示模组的亮度值；最后，中间各行像素的亮度值按照线性增加或减少。

4、对于右下角的LED显示模组：规定其的每个像素的亮度值为该LED显示模组的亮度值ML。

本发明具体实施方式的LED全彩屏系统，由于各LED显示模组上均设置有一个亮度传感器，且基于该LED全彩屏系统的LED全彩屏系统亮度调节方法，获取各LED显示模组所处环境的环境亮度值后，根据各LED显示模组所处环境的环境亮度值，生成各LED显示模组的亮度调节数据，最终根据各LED显示模组亮度调节数据调节各LED显示模组的亮度，因此最终可以根据环境亮度的改变，自动调整播放视频的各帧画面的亮度，不但可以调整每个LED显示单元箱体的亮度，而且可以调整每个LED显示模组，甚至每个像素的亮度，实现亮暗区域的柔和过度。基于本发明LED全彩屏系统的LED全彩屏系统自动亮度调节方法，降低了过度区域的方块效应，确保了不同亮暗区域间的柔和过度，达到良好的视觉效果。同时，降低了环境中的光污染，节省电力资源，做到低碳环保。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED全彩屏系统，包括LED显示屏，所述LED显示屏包括拼装在一起的多个LED显示单元箱体；每个LED显示单元箱体包括扫描卡，以及与所述扫描卡连接，在扫描卡驱动下工作的多个LED显示模组；每个LED显示模组还包括LED显示模组控制卡，且各LED显示模组通过其LED显示模组控制卡与所属LED显示单元箱体的扫描卡连接，其特征在于，所述LED显示模组还包括亮度传感器，所述亮度传感器与该LED显示模组的LED显示模组控制卡连接。

2.如权利要求1所述的一种LED全彩屏系统，其特征在于，所述亮度传感器设置在所属LED显示模组的左上角。

3.一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其基于权利要求1所述的一种LED全彩屏系统进行亮度调节，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、获取各LED显示模组所处环境的环境亮度值；

S2、根据各LED显示模组所处环境的环境亮度值，生成各LED显示模组的亮度调节数据；

S3、根据各LED显示模组亮度调节数据调节各LED显示模组的亮度。

4.如权利要求3所述的一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其特征在于，所述亮度传感器设置在所属LED显示模组的左上角；所述步骤S2具体包括如下步骤：

S21、均匀化LED显示模组环境亮度值；

S22、将环境亮度值转换为LED显示模组亮度值；

S23、根据LED显示模组亮度值细化像素亮度值。

5.如权利要求4所述的一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其特征在于，所述步骤S21中，对于非屏体边缘LED显示模组用3＊3模板均匀化，对于屏体边缘LED显示模组采用2＊2模板均匀化。

6.如权利要求5所述的一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其特征在于，所述3＊3模板均匀化是指：取其及其周围邻近8个LED显示模组的环境亮度值的算术平均数，作为该LED显示模组的环境亮度值。

7.如权利要求5所述的一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其特征在于，所述2＊2模板均匀化是指：取其及其周围邻近3个LED显示模组的环境亮度值的算术平均数，作为该LED显示模组的环境亮度值。

8.如权利要求4所述的一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其特征在于，所述步骤S22将环境亮度转换为LED显示模组亮度值，是指根据环境与屏体的亮度转换表，将环境亮度值转换为LED显示模组亮度值。

9.如权利要求4至8中任意一项所述的一种LED全彩屏系统的亮度调节方法，其特征在于，所述步骤S23细化像素亮度中，

对于非最右一列，也非最下一行的LED显示模组：

首先规定左上角像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值L1，右上角像素的亮度值为其右侧LED显示模组的亮度值L2，左下角像素的亮度值为其下方LED显示模组的亮度值L3，右下角像素的亮度值为其右下角LED显示模组的亮度值L4；

然后由线性关系先求出最左列和最右列每个像素的亮度值:则最左列第n个像素的亮度值：LLn=(L3-L1)*n/H+L1；最右列第n个像素的亮度值：LRn=(L4-L2)*n/H+L2；

最后由每行的起点和终点的像素的亮度值，确定每行中其它各像素的亮度值:则第n行的第m个像素的亮度值：Lnm=(LRn-LLn)*m/W+LRn；

对于最下一行，非右下角的LED显示模组：先规定纵向各像素的亮度值相同；再规定第一列像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值，而最右列像素的亮度值为其右方LED显示模组的亮度值；最后，中间各列像素的亮度值按照线性增加或减少；

对于最右一列，非右下角的LED显示模组：先规定横向各像素的亮度值相同，再规定第一行像素的亮度值为当前LED显示模组的亮度值，而最下一行像素的亮度值为其下方LED显示模组的亮度值；最后，中间各行像素的亮度值按照线性增加或减少；

对于右下角的LED显示模组：规定其每个像素的亮度值为该LED显示模组的亮度值。

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