CN103699222B - 显示终端画质自动调节方法及显示终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示终端画质自动调节方法，所述方法包括如下步骤：第一步：获取人眼颜色特征数据；第二步：基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相应的基准颜色；第三步：根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数。本发明提供了一种显示终端，所述显示终端包括:与现有技术比较，本发明提供的一种显示终端画质自动调节方法及显示终端，利用其摄像头通过采集人眼颜色特征数据，与预先设置的颜色画质关系表进行比对获取画质参数，从而在用户使用显示终端过程中，实现自动调节显示终端画质，给用户的工作和生活带来便利，具有重大的生产实践意义。

Description

显示终端画质自动调节方法及显示终端

技术领域

本发明属于显示终端画质处理技术领域，尤其涉及一种显示终端画质自动调节方法及显示终端。

背景技术

随着经济的飞速发展和人们生活水平的提高，各种显示终端应运而生。应用于显示终端上各种技术也随之发展。画质的质量取决于例如，色饱和度、色对比度等各方面的设置，因此，现有技术中，显示终端上配置了调节画质的功能。

当前，市场上显示终端的画质设置一般都是通过在工厂设置默认值，用户如果需要改动的话，需要通过手动调节的方式去调节，然而，由于用户缺乏对画质功能以及色彩知识的了解，通过手动调节的方式，操作复杂且很难达到预期的效果，甚至画质越调越差，严重影响了用户的体验度以及带有画质调节功能的显示终端的推广应用。

鉴于此，迫切需求一种显示终端画质自动调节技术以解决现有技术中存在的上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种显示终端画质自动调节方法及显示终端，以解决现有技术中用户通过手动调节画质的方式，实现起来操作复杂且很难达到预期的效果，甚至画质越调越差，严重影响了用户的体验度以及带有画质调节功能的显示终端的推广应用的问题。

为了完成本发明的目的，本发明提供了一种显示终端画质自动调节方法，所述方法包括如下步骤：

第一步：获取人眼颜色特征数据；

第二步：基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相应的基准颜色；

第三步：根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数。

优选地，所述人眼颜色特征数据包括瞳孔和虹膜的颜色特征数据。

优选地，所述颜色画质关系表中所述人眼颜色特征数据、所述基准颜色、所述画质参数之间为一一对应关系。

优选地，在第二步中，包括：基于颜色画质关系表中所述瞳孔或虹膜的颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色，或者，基于颜色画质关系表中所述瞳孔和虹膜的颜色特征数据的加权值与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色。

其中，所述瞳孔和虹膜的颜色特征数据的加权值，通过下述计算获取：

$\frac{d}{D}{H}_1(r,g,b)+\frac{D-d}{D}{H}_2(r,g,b)$

其中，d为瞳孔直径，D为瞳孔加虹膜直径，为加权值，H₁(r,g,b)为瞳孔颜色特征数据，H₂（r,g,b）为虹膜颜色特征数据。

优选地，在第2步中，基于颜色画质关系表中所述人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色的步骤具体包括：将获取的RGB颜色格式的人眼颜色特征数据转换为HSL颜色格式的人眼颜色特征数据，根据所述HSL颜色格式的人眼颜色特征数据确定所述基准颜色。

其中，所述将所述RGB颜色格式的人眼颜色特征数据转换为HSL颜色格式的人眼颜色特征数据的通过下述计算获取：

$l=\frac{1}{2}(\max +\min )$

$s=\left\{\begin{array}{}\\ 0,\mathrm{ifl}=0\mathrm{or}\max =\min \\ \frac{\max -\min }{\max +\min },\mathrm{if}0<l<\frac{1}{2}\\ \frac{\max -\min }{2-(\max +\min )},\mathrm{ifl}>\frac{1}{2}\end{array}\right.$

其中，r,g,b为RGB颜色格式的人眼颜色特征数据参数，r,g,b为0-1之间的实数，max为r,g,b中最大数，min为r,g,b中最小数；h,s,l为HSL颜色格式的人眼颜色特征数据参数,h[0,360)度，s,l[0,1]。

优选地，在第3步中，根据所述基准颜色，调节所述显示终端画质参数的步骤具体为：根据所述基准颜色，设置所述显示终端白平衡相关的寄存器值，进而调节所述显示终端画质参数，所述画质参数包括冷色调、暖色调、标准色调。

优选地，在第一步中，获取人眼颜色特征数据的步骤具体为：通过摄像头进行依次进行人脸识别、虹膜识别、瞳孔和虹膜的颜色特征数据提取。

相应地，本发明提供了一种显示终端，所述显示终端包括:

特征数据获取单元、基准颜色获取单元、画质调节单元，

所述特征数据获取单元，用于获取人眼颜色特征数据；

所述基准颜色获取单元，用于基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相对应的基准颜色；

所述画质调节单元，用于根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数。

本发明的有益效果为，与现有技术比较，本发明提供的一种显示终端画质自动调节方法及显示终端，利用其摄像头通过采集人眼颜色特征数据，与预先设置的颜色画质关系表进行比对获取画质参数，从而在用户使用显示终端过程中，实现自动调节显示终端画质，给用户的工作和生活带来便利，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的系统结构图；

图3为人眼颜色特征数据提取的具体流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明一种显示终端画质自动调节方法，包括如下步骤：

步骤101，获取人眼颜色特征数据；

本发明中所述的显示终端，包括电视机、PC显示器、平板电脑、手机等具有显示屏幕的终端设备。本发明中可以设置开机主动预设、自动检测进行画质自动调节；或者在终端功能菜单上设置该功能项，或者在在遥控上设置特定功能键。

眼珠是指眼球前面中间部分，这个部位是由角膜、虹膜和瞳孔组成的。由于角膜是无色透明的，那么眼珠的颜色就是虹膜的颜色。色素细胞中所含色素越多，虹膜的颜色就越深，眼珠的颜色也就越黑；而色素越少，虹膜的颜色就越浅，则眼珠的颜色就越淡。眼睛的颜色越深，当光波通过眼睛时吸收的越多，因此很少的光在眼睛中被反射。光在眼睛中反射（散射）会引起眩光（例如：太阳光或者车头灯）和低对比度画面的辨别能力。因此，有着深色眼睛的人在高眩光环境下来会有更好的视觉。基于此，本发明提出了根据人眼颜色相应设置显示终端画质的方案，以及提供了实现该方案具体方法和显示终端。

所述获取人眼颜色特征数据包括获取瞳孔和虹膜的颜色特征数据，其步骤包括：通过摄像头进行依次进行人脸识别、虹膜识别、瞳孔和虹膜的颜色特征数据提取。如图3所示，获取人眼颜色特征数据的具体步骤包括：

步骤301，人脸识别，跳到步骤302；

利用图像处理技术（例如OpenCV实现的基于特征库的算法），提取人脸区域,缩小识别区域。

步骤302，图像去噪，跳到步骤303；

数字图像在数字化和传输过程中常受到成像设备与外部环境噪声干扰等影响，称为含噪图像或噪声图像。减少数字图像中噪声的过程称为图像去噪。利用现有技术向采取的人脸区域去噪。

步骤303，霍夫变换检测，跳到步骤304；

提取虹膜颜色需要在人脸区域找到虹膜区域，提取出虹膜的位置和半径。在识别圆的方法中，采用霍夫变换，霍夫变换检测圆是将图像上的每一个点对应以圆的三个参数（x,y,R）为参数的参数空间的一个圆锥，然后用统计的方法，统计出参数区域重合部分的峰值点，每一个峰值点的坐标就是原图中圆的圆心位置和半径。

步骤304，将人脸区域图像腐蚀和灰度化处理，跳到步骤304；

步骤305，对霍夫变换检测圆进行筛选，判断灰度值小于分界值的区域，若是，跳到步骤306，若否，跳到步骤308；

步骤306，确认为虹膜区域，跳到步骤307；

在霍夫变换检测到的圆进行筛选，虹膜区域的灰度值与眼眶边缘所识别出的圆的灰度值在灰度空间的两端，取灰度值低的圆（颜色更深）就可以提取到虹膜区域。

步骤307，提取虹膜与瞳孔颜色特征数据，跳到步骤308；

提取到虹膜区域的信息包括虹膜圆心的坐标和直径，识别的每一组数据按序列存储，按照每组数据可以直接进行瞳孔和虹膜的颜色特征数据提取。

步骤308，提取流程结束。

对于虹膜颜色特征数据与瞳孔颜色特征数据的分离，可以采取如下方法：虹膜的颜色相对瞳孔要暗，但与眼睛的其它地方相比，虹膜颜色要暗，所以可采用图像处理的二值化方法分离出虹膜。对于极端条件无法识别瞳孔的情况，用颜色均值弱化瞳孔颜色对虹膜颜色统计的影响。

步骤102，基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相应的基准颜色；

瞳孔的大小要适应亮度的变化，依靠瞳孔颜色会降低识别的准确性，虹膜识别的特征是其具有唯一性和不变性。人类的虹膜基色只有三种：棕色、蓝色和绿色，其他颜色的虹膜则是这三种颜色的变体。根据这些特征，可建立瞳孔与虹膜颜色的信息数据库，建立颜色画质关系表，将提取到的瞳孔与虹膜颜色信息与数据库中的颜色信息进行匹配。优所述颜色画质关系表中所述人眼颜色特征数据、所述基准颜色、所述画质参数之间为一一对应关系。步骤101获取的为虹膜颜色特征数据和/或瞳孔颜色特征数据，本发明的方法实现，先通过获取人眼颜色特征数据，然后，根据人眼颜色特征数与上述颜色画质关系表进行匹配。

获取的人眼特征数据为RGB颜色模式数据，由于RGB颜色模式数据对色彩范围区分度不太好，不能较好地实现本发明的技术效果，本发明中将RGB颜色模式数据转换为HSL颜色模式数据，然后，利用HSL颜色模式数据确定对应的基准颜色，所述基准颜色包括青色、绿色、蓝色、棕色等。

HSL颜色模式：H指hue（色相）、S指saturation（饱和度）、L指lightness（亮度）、V指value(色调)、B指brightness（明度）。色相（H）是色彩的基本属性，就是平常所说的颜色名称，如红色、黄色等。饱和度（S）是指色彩的纯度，越高色彩越纯，低则逐渐变灰，取0-100%的数值。亮度（L），取0-100%。

从RGB到HSL的转换，设RGB颜色的红、绿、蓝坐标为(r,g,b)，它们的值是在0到1之间的实数。设max等价于r,g和b中的最大者。设min等于这些值中的最小者。要找到在HSL空间中的(h,s,l)值，这里的h∈[0,360）度是角度的色相角，而s,l∈[0,1]是饱和度和亮度，计算为：

$l=\frac{1}{2}(\max +\min )$

$s=\left\{\begin{array}{}\\ 0,\mathrm{ifl}=0\mathrm{or}\max =\min \\ \frac{\max -\min }{\max +\min },\mathrm{if}0<l<\frac{1}{2}\\ \frac{\max -\min }{2-(\max +\min )},\mathrm{ifl}>\frac{1}{2}\end{array}\right.$

如果最大和最小的颜色值相同，即表示灰色，那么S定义为0，亮度仅与图像的最多颜色成分和最少的颜色成分的总量有关。亮度越小，图像越趋于黑色。亮度越高图像越趋于明亮的白色。可见，对于黑色，可通过颜色的max与min值是否相近，再结合S值进行判断。除了黑色之外，其它颜色的判别可通过把颜色由RGB模式使用上述公式转换为HLS颜色模式。判断H所属范围，匹配颜色。色相环上的六大主色，用作基本参照：360°/0°红、60°黄、120°绿、180°青、240°蓝、300°洋红，它们在色相环上按照60°圆心角的间隔排列。表1为几种颜色的近似范围。

表1

本发明基于颜色画质关系表中所述瞳孔或虹膜的颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色，或者，基于颜色画质关系表中所述瞳孔和虹膜的颜色特征数据的加权值与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色。步骤103，根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数。若采用瞳孔或虹膜单一特征，获取RGB颜色信息后，转到画质调节模式。若采用瞳孔和虹膜颜色信息加权值获取最终颜色信息，加权值可设置为其中d为瞳孔直径，D为虹膜加眼球直径。颜色信息计算公式为：

$\frac{d}{D}{H}_1(r,g,b)+\frac{D-d}{D}{H}_2(r,g,b)$

对于黑色瞳孔和棕色虹膜的观看者，通过加权值计算公式得到的颜色要比蓝灰色瞳孔加蓝、绿色虹膜的观看者要深，用该颜色的深浅作为画质调节模式的颜色输入。

获得基准颜色后，主要是通过重新设置视频终端白平衡相关的寄存器值，从而达到视频终端的冷/暖色调/标准色调的调整。暖色调包括红、橙、黄等颜色；冷色调包括蓝、绿等颜色。具有黑色眼球的人，蓝、绿等冷色调是大多数人喜欢的自然色彩。具有蓝灰色眼球的人，喜欢暖色调。因此，根据获取的基准颜色，调节视频终端画质，可以满足客户的需求。例如，观看者瞳孔颜色在黑色范围内，进一步通过虹膜颜色判断是否在深棕色范围，两者均满足的条件下，判定观看者眼睛颜色的特点，先设置画质为暖色调标准均值，再根据实际虹膜颜色微调；如观看者瞳孔颜色不在黑色范围内，或处于灰色和黑色临界状态，进一步通过虹膜颜色判断，先设置画质为冷色调标准均值，再根据实际虹膜颜色微调；其他情况，不对当前电视画质参数进行更改，以默认值设定。

相应地，本发明提供了一种显示终端，所述显示终端包括:

特征数据获取单元201、基准颜色获取单元202、画质调节单元203，

所述特征数据获取单元201，用于获取人眼颜色特征数据；

所述基准颜色获取单元202，用于基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相对应的基准颜色；

所述画质调节单元203，用于根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数。

所述终端可以为电视机、PC显示器、平板电脑、手机等具有显示屏幕的终端设备，所述终端可以实现本发明的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种显示终端画质自动调节方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:

第一步:获取人眼颜色特征数据；所述人眼颜色特征数据包括瞳孔和虹膜的颜色特征数据；

第二步:基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相应的基准颜色；

第三步:根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数，所述显示终端画质参数包括冷色调、暖色调、标准色调。

2.根据权利要求1所述的显示终端画质自动调节方法，其特征在于，所述颜色画质关系表中所述人眼颜色特征数据、所述基准颜色、所述画质参数之间为一一对应关系。

3.根据权利要求2所述的显示终端画质自动调节方法，其特征在于，在第二步中，包括:基于颜色画质关系表中所述瞳孔或虹膜的颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色，或者，基于颜色画质关系表中所述瞳孔和虹膜的颜色特征数据的加权值与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色。

4.根据权利要求3所述的显示终端画质自动调节方法，其特征在于，所述瞳孔和虹膜的颜色特征数据的加权值，通过下述计算获取:

其中，d为瞳孔直径，D为瞳孔加虹膜直径，为加权值，H₁(r,g,b)为瞳孔颜色特征数据，H₂(r,g,b)为虹膜颜色特征数据。

5.根据权利要求1所述的显示终端画质自动调节方法，其特征在于，在第二步中，基于颜色画质关系表中所述人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定相应的基准颜色的步骤具体包括:将获取的RGB颜色格式的人眼颜色特征数据转换为HSL颜色格式的人眼颜色特征数据，根据所述HSL颜色格式的人眼颜色特征数据确定所述基准颜色。

6.根据权利要求5所述的显示终端画质自动调节方法，其特征 在于，所述将所述RGB颜色格式的人眼颜色特征数据转换为HSL颜色格式的人眼颜色特征数据通过下述计算获取:

其中，r,g,b为RGB颜色格式的人眼颜色特征数据参数，r,g,b为0-1之间的实数,max为r,g,b中最大数,min为r,g,b中最小数，h,s,l为HSL颜色格式的人眼颜色特征数据参数，h∈[0,360)度，s,l∈[0,1]。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的显示终端画质自动调节方法，其特征在于，在第三步中，根据所述基准颜色，调节所述显示终端画质参数的步骤具体为:根据所述基准颜色，设置所述显示终端白平衡相关的寄存器值，进而调节所述显示终端画质参数。

8.根据权利要求7所述的显示终端画质自动调节方法，其特征在于，在第一步中，获取人眼颜色特征数据的步骤具体为:通过摄像头依次进行人脸识别、虹膜识别、瞳孔和虹膜的颜色特征数据提取。

9.一种显示终端，其特征在于，所述显示终端包括:

特征数据获取单元、基准颜色获取单元、画质调节单元，

所述特征数据获取单元，用于获取人眼颜色特征数据；所述人眼 颜色特征数据包括瞳孔和虹膜的颜色特征数据；

所述基准颜色获取单元，用于基于所述显示终端存储的颜色画质关系表中人眼颜色特征数据与基准颜色之间的对应关系，确定与所述获取的人眼颜色特征数据相对应的基准颜色；

所述画质调节单元，用于根据所述确定的基准颜色，调节所述显示终端画质参数，所述显示终端画质参数包括冷色调、暖色调、标准色调。