CN105722268A - 一种亮度自适应助视器 - Google Patents

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李响
林达
董灵杰
张华江
邢明
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Abstract

一种自适应亮度的助视器装置，包括主控DSP芯片，图像采集模块，亮度信息提取模块，计算模块，亮度转换模块，对比度调节模块，电子显示模块；还包括LED辅助照明模块。所述的图像采集模块包括采集镜头，所述的主控DSP芯片控制所述的图像采集模块进行图片信息采集；所述的亮度信息提取模块对所述的图片信息进行亮度提取；所述的计算模块内置光强差值计算算法；所述的亮度转换模块对光强差值进行数据转换；所述的对比度调节模块通过对所述的电子显示模块进行对比度调节从而完成光强补偿。

Description

一种亮度自适应助视器
技术领域：
本发明专利属于助视器领域，尤其是一种具有亮度自适应功能的助视器。
技术背景：
通常阅读读物时，如果字体本身和空白处形成强烈对比，比较便于阅读，而如果字体和空白处没有形成强烈对比，例如，灰白色的字体和周围的白色没有强烈对比的情况，在阅读时就比较难区分，需要花费更多的专注力和精力。
在助视器的使用过程中，用户借助设备阅读时，画面的亮度差异会比实际阅读更影响到用户的阅读体验。在光线过暗的地方，字符周围阴影很重，会导致阴影和字符混在一起，对字符的识别造成困扰。亮度过高的地方，字符本身也会很亮，和周围空白处同样处于高亮状态，不易区分。然而在同一平面上，光照的均衡程度常受灯光设计的约束，出现光照不均衡的情况。但是目前市面上一般的助视器基本仅仅依靠LED灯提供辅助光路，所述的LED的灯光是发散的，光照分布不均匀，存在中心比较亮，外围比较暗的情况，会直接导致读物本身明暗分布不均匀。而本发明对光照平面提供了一个后期光照均衡解决方案。
发明内容：
本发明的任务是收集并处理助视器的辅助光路强度信息，并针对光强度不够的情况给予对应的亮度补偿，达到画面亮度均衡的效果，使助视器在不同的光照条件下具有亮度自适应功能。一种自适应亮度的助视器装置，包括主控DSP芯片，图像采集模块，亮度信息提取模块，计算模块，亮度转换模块，对比度调节模块，电子显示模块；还包括LED辅助照明模块。所述的图像采集模块包括采集镜头，所述的主控DSP芯片控制所述的图像采集模块进行图片信息采集；所述的亮度信息提取模块对所述的图片信息进行亮度提取；所述的计算模块内置光强差值计算算法；所述的亮度转换模块对光强差值进行数据转换；所述的对比度调节模块通过对所述的电子显示模块进行对比度调节从而完成光强补偿。
本发明通过摄像头对图像进行采集，主控系统接收图像信号,通过摄像头的MIPI接口，得到图像的RAW图像原始数据，主控采用DSP芯片。亮度信息提取模块，采集到图像信息后，我们通过DSP视频前端处理模块VPFE，把RAW数据转换成YUV的颜色空间。YUV的颜色空间，分离出整副图像的Y值，存储起来，而Y值代表图像的明亮这个维度，为后面我们对亮度补偿做准备。公式所得LED亮度分布信息，对于LED的照度，我们根据LED的规格参数，以及照度公式可以知道LED在照亮范围内的亮度分布。计算模块，在这个模块里我们会利用LED的亮度规格参数，通过光照角度，计算单独1个LED时的亮度，再叠加另外一个LED的亮度信息，得到整个可视平面的亮度分布。并且根据采样的图像YUV空间，得到实际的图像亮度信息，设定好的亮度基准值，在这个亮度值上用户可以得到最好的阅读体验。亮度补偿，不是每个像素的亮度都是基准值，而是排除被拍摄物体（阅读材料）本身亮度差异之外的因素，保留阅读物本身的文字和空白的对比度。把灯光的不均衡性进行补偿。在计算亮度信息后，得到了亮度分布，亮度基准值，以亮度基准值为基准，对整副图像，做亮度补偿，亮度高于基准值的，降低亮度值，亮度低于基准值的，增加亮度值，最终达到整个图像亮度值均衡在标准值附近。
附图说明：
图1自适应补偿原理框图
图2LED灯安装位置示意图
图3亮度平面示意图
以上的方法进行亮度补偿，所需的基础数据，LED的亮度分布信息，按照如下方法得到公式：助视器的辅助光源共两个，分左右两侧对称分布，（图2）所示左边的LED灯，灯光通过一定的夹角照射纸面，我们通过光照公式能够得到任意一点的光照强度：LED装配角度为β，高度为h，A点的光照强度用公式IA=I0cosθ/L2。I0为LED总光照强度，L为LED到A点的距离。结合两只LED的光照强度。
可得出IA=f（x，z）函数关系公式：
IA=(I0*(2h2+h2/((tanβ)2))+x2-z2)/2h(h2+x2)*(1+1/(tanβ)2)/(h2+x2))+(I0*(2h2+h2/(tanβ)2+y2-z2)/2h*（h2+y2）*(1+1/(tanβ)2)/(h2+y2))
再通过亮度转换模块对计算得到的IA进行转换得到YA，最后通过所述的对比度调节模块.
本发明益处：本发明对照明亮度做了补偿，弥补了光照不均匀的问题，对LED光照均匀度要求降低了，节省了LED光照设计的成本；同时提高了画质，为视频后期的处理创造了很好的条件，更好的服务于弱视用户的阅读。

Claims (2)

1.一种自适应亮度的助视器装置，包括主控DSP芯片，图像采集模块，亮度信息提取模块，计算模块，亮度转换模块，对比度调节模块，电子显示模块；还包括LED辅助照明模块。
2.所述的图像采集模块包括采集镜头，所述的主控DSP芯片控制所述的图像采集模块进行图片信息采集；所述的亮度信息提取模块对所述的图片信息进行亮度提取；所述的计算模块内置光强差值计算算法；所述的亮度转换模块对光强差值进行数据转换；所述的对比度调节模块通过对所述的电子显示模块进行对比度调节从而完成光强补偿。
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