CN104113617A - 背光亮度调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光亮度调节方法，该方法包括：预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光亮度的配置参数；启动移动电子设备的前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息；将所读取的每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息；计算所有像素所转换的HSL颜色信息中亮度的平均值，并将该平均值作为当前环境光源强度；及判定环境光源强度的强度等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源的亮度为该强度等级对应的亮度等级。本发明还提供一种背光亮度调节系统。

Description

背光亮度调节系统及方法

技术领域

本发明涉及亮度调节技术领域，尤其是一种背光亮度调节系统及方法。

背景技术

目前手机背光亮度的调节主要是利用光线传感器自动调节以及人工手动调节以上两种方式实现，现在高端智能手机都是通过光线传感器感应所处不同环境的光线强度，从而自动调节屏幕的背光亮度，适合人眼观看。但是，很多中低端手机都没有配备光线传感器仍需由手动调节背光亮度，另外，其他的手持设备如PSP（Play Station Portable）以及便携式电脑的背光亮度调节基本上也都是通过手工调节的方式。如何在无需配备光线传感器的前提下实现中低端手机、PSP等手持式设备以及便携式电脑的背光亮度自动调节是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种背光亮度调节系统及方法，其可以利用移动电子设备的摄像头装置实现移动电子设备根据周围环境光线的变化自动调节背光亮度。

所述的背光亮度调节系统包括：设定模块，用于预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光亮度的配置参数；读取模块，用于启动前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息；转换模块，用于将所读取的每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息；计算模块，用于计算所有像素所转换的HSL颜色信息中亮度（L）的平均值，并将该平均值作为当前环境光源强度；调节模块，用于判定当前环境光源强度的强度等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源的亮度为该强度等级对应的亮度等级。

所述的背光亮度调节方法包括：预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光亮度的配置参数；启动前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息；将所读取的每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息；计算所有像素所转换的HSL颜色信息中亮度（L）的平均值，并将该平均值作为当前环境光源强度；判定当前环境光源强度的强度等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源的亮度为该强度等级对应的亮度等级。

利用本发明所提供的背光亮度调节系统及方法可以借助移动电子设备的摄像头装置实现背光亮度的自动调节，提高人眼观看的舒适度，保护视力。

附图说明

图1是本发明背光亮度调节系统较佳实施例的运行环境图。

图2是本发明背光亮度调节系统较佳实施例的功能模块图。

图3是本发明背光亮度调节方法较佳实施例的流程图。

图4是本发明背光亮度调节系统设定的配置参数示意图。

图5是图3流程图中步骤S05的具体流程图。

主要元件符号说明

移动电子设备	1
		背光亮度调节系统	10
处理器	20
		存储器	30
前置摄像头	40
		CMOS图像传感器	401
图像处理芯片	402
		LCD显示器	50
背光光源	501
		设定模块	101
读取模块	102
		转换模块	103
计算模块	104
		调节模块	105

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明背光亮度调节系统较佳实施例的运行环境图。所述背光亮度调节系统10运行在配置有前置摄像头40的移动电子设备1中，该移动电子设备可以是手机、PSP（Play Station Portable）、便携式电脑、平板电脑等。所述移动电子设备1包括有背光亮度调节系统10、处理器20、存储器30、前置摄像头40和LCD显示器50（Liquid Crystal Display，液晶显示）。

所述背光亮度调节系统10的程序化代码存储在存储器30中，并由处理器20控制执行以实现其功能。

本较佳实施例中所述前置摄像头40包括有镜片、彩色滤镜阵列（CFA，Color Filter Array）、CMOS图像传感器401、图像处理芯片402、数据输出接口和控制接口等。为了获得确切的环境光源强度，本较佳实施例中采用前置摄像头40捕捉图像而非后置摄像头。所述CMOS图像传感器401（Complementary Metal Oxide Semi-conductor，金属氧化物半导体）是由光敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑及AD转换器和其他数据控制接口等组成的半导体芯片，用于将光信号转换为电信号并通过数模转换后输出数字图像信号。本发明其他实施例中也可采用CCD图像传感器（Charged Coupled Device，电荷耦合元件）。所述图像处理芯片402主要是通过一系列复杂的数学运算，对数字图像信号进行优化处理，并将处理后的信号经过数据输出接口输出。

所述LCD显示器50是将液晶显示器件、控制与驱动等外围电路、背光光源501等装配在一起的组件。

图1仅为示例，在实际应用中，所述的背光亮度调节系统10的应用并不仅限于此。

参阅图2所示，是本发明背光亮度调节系统较佳实施例的功能模块图。

本发明所述背光亮度调节系统10包括多个由程序代码所组成的功能模块（详见下述描述），具有如下功能：预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光亮度的配置参数；启动前置摄像头40捕捉光学图像，读取图像处理芯片402进行色彩插值运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息，所述RGB颜色信息是指图像的每个像素颜色由红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三个颜色分量相互叠加表示，每个颜色分量分配一个0~255范围的强度值；将上述读取的所有像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息（Hue Saturation Lum/Lightness，色调 饱和度 亮度），所述HGL颜色信息是指图像每个像素颜色信息由色调（H）、饱和度（S）和亮度（L）三个取值分别为0~255的分量叠加表示，其中L是从黑（0）到白（255）渐变；计算出所有像素的HSL信息中亮度的平均值并将该平均值作为当前环境光源强度；判定当前环境光源强度的强度等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源501的亮度为当前环境光源强度的等级所对应的背光亮度等级。

本较佳实施例中，所述背光亮度调节系统10中由程序化代码所组成的功能模块包括：设定模块101、读取模块102、转换模块103、计算模块104及调节模块105。以下结合图3说明模块101~105的功能。

参阅图3所示，是本发明背光亮度调节方法较佳实施例的流程图。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以合并或省略。

步骤S01，设定模块101预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光光源501的亮度的配置参数。本较佳实施例中，环境光源强度分为三个强度等级，环境光源强度介于[120,255]为高强度（包含左右两个临界值），介于[60,120)为中强度（仅包含左临界值），介于[0,60)为低强度（仅包含左临界值），移动电子设备1的背光光源501出厂配置的亮度等级为n个，由数字1到n表示，数字大小反映背光光源的亮度大小（数字越大表示背光亮度越大）。在移动电子设备如手机等的使用过程中，外界光线较暗时过亮的屏幕会很刺眼，而在外界光线较亮时过暗的屏幕又看不清楚屏幕显示画面。鉴于此，本较佳实施例中，如图4所示，环境光源强度分为高中低三个等级，每个等级相应的背光光源501的亮度等级为n、n/2+1的最小整数、1，并将以上设定的强度等级和亮度等级的配置参数存储于存储器30中。

在本发明的其他实施例中可以将环境光源强度细分为更多的强度等级并配置相应的背光亮度等级以满足不同用户范畴的需求。

步骤S02，读取模块102启动前置摄像头40捕捉当前环境光源下的光学图像，读取图像处理芯片402进行色彩插值运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息。

所述前置摄像头40的基本结构为：镜片、色彩滤镜阵列、CMOS图像传感器401及图像处理芯片402，其工作原理是外界光源透过镜片经由色彩滤镜阵列投射到CMOS图像传感器401表面。该色彩滤镜阵列采用RGB分色法，在CMOS图像传感器401前以间隔的方式放置红、绿、蓝色的滤镜，CMOS图像传感器401的每个感光单元只能感应RGB中的一个颜色，每个感光单元将光信号转换为电信号并由数模转换后输出RAW RGB数据即图像每个像素只有一个颜色（R、G、B中的一种），RAW RGB数据经由图像处理芯片402的色彩插值运算后输出图像每个像素的RGB颜色信息即每个像素都有三个颜色。

需要说明的是，所述设定步骤还设定一个时间间隔（如10s），读取步骤每10s重新启动摄像头40捕捉光学图像，并读取图像处理芯片402运算输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息，保证能够实时获取到当前最新的环境光源强度，以便及时调整背光光源501的亮度，提高人眼观看的舒适度。所述时间间隔长短的设定影响环境光源强度计算的实时性。

步骤S03，转换模块103将所读取的每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息。本较佳实施例中，由RGB颜色信息转换为HSL颜色信息中亮度（L）的公式为：                                               ，其中，max为每个像素的R、G、B三个分量中最大的分量值，min为每个像素的R、G、B三个分量中最小的分量值。

步骤S04，计算模块104根据数字图像中每个像素的HSL颜色信息，计算出该图像中所有像素的亮度（L）的平均值作为当前环境光源强度。

需要说明的是，本较佳实施例中当前环境光源强度为所有像素的HSL颜色信息中亮度的平均值，为了降低系统计算复杂度，步骤S03中，仅将RGB颜色信息转换为HSL颜色信息中的亮度分量，而未完全转换HSL颜色信息的每个分量。

另外，在本发明的其他实施例中并不仅限于将RGB颜色信息转换为HSL颜色信息后根据亮度（L）来计算环境光源强度，还可以将RGB颜色信息转换为YUV颜色信息，其中Y表示像素的亮度信息，U和V表示色彩及饱和度，根据亮度（Y）计算环境光源强度。

步骤S05，调节模块105判定当前环境光源强度的等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源的亮度为对应的亮度等级。

参阅图5所示，是步骤S05的具体流程图。

步骤S501，判定当前环境光源强度值是否落入[0，60)，若符合条件，则执行步骤S503，不符合条件则执行步骤S502。

步骤S502，判定当前环境光源强度值是否落入[60，120)，若符合条件则执行步骤S504，不符合条件则执行步骤S505。

步骤S503，确定当前环境光源强度为低，调节背光光源的亮度等级为1。

步骤S504，确定当前环境光源强度为中，调节背光光源的亮度等级为n/2+1取最小整数。

步骤S505，确定当前环境光源强度为高，调节背光光源的亮度等级为n。

最后需要说明的是，以上实施例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，都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种背光亮度调节系统，其特征在于，该系统包括：

设定模块：用于预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光亮度的配置参数；

读取模块：用于启动移动电子设备的前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息；

转换模块：用于将所读取的每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息；

计算模块：用于计算所有像素所转换的HSL颜色信息中亮度的平均值，并将该平均值作为当前环境光源强度；及

调节模块：用于判定环境光源强度的强度等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源的亮度为该强度等级对应的亮度等级。

2.如权利要求1所述的背光亮度调节系统，其特征在于，所述设定模块还用于设定一个时间间隔，及所述读取模块每隔该时间间隔，重新启动移动电子设备的前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息。

3.如权利要求1所述的背光亮度调节系统，其特征在于，所述转换模块根据公式                                               ，将每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息中的亮度分量，其中，max为每个像素的R、G、B三个颜色分量中最大的分量值，min为每个像素的R、G、B三个颜色分量中最小的分量值。

4.一种背光亮度调节方法，其特征在于，该方法包括：

设定步骤：预先设定根据环境光源强度的强度等级调节背光亮度的配置参数；

读取步骤：启动移动电子设备的前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息；

转换步骤：将所读取的每个像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息；

计算步骤：计算所有像素所转换的HSL颜色信息中亮度的平均值，并将该平均值作为当前环境光源强度；及

调节步骤：判定环境光源强度的强度等级，参照预先设定的配置参数，调节背光光源的亮度为该强度等级对应的亮度等级。

5.如权利要求4所述的背光亮度调节方法，其特征在于，所述设定步骤还包括设定一个时间间隔；及所述读取步骤还包括每隔该时间间隔，重新启动移动电子设备的前置摄像头捕捉光学图像，读取图像处理芯片运算后输出的数字图像中每个像素的RGB颜色信息。

6.如权利要求4所述的背光亮度调节方法，其特征在于，所述转换步骤进一步包括：根据公式，将像素的RGB颜色信息转换为HSL颜色信息中的亮度分量，其中，max为每个像素的R、G、B三个颜色分量中最大的分量值，min为每个像素的R、G、B三个颜色分量中最小的分量值。