CN106131453B - 一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统 - Google Patents

一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统。其中，所述基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法通过接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态，高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度，利用固态光源输出功率可调性，在个别高亮度画面时瞬时调高光源亮度，且更新电光转换曲线重新调整白平衡，突破传统投影设备的亮度限制，充分展现HDR的显示效果。

Description

一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统
技术领域
本发明涉及视频播放技术领域，特别涉及一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统。
背景技术
高动态范围图像（High-Dynamic Range， HDR）技术相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节，使电视和投影等视频播放设备能够显示更加接近真实世界的画面。然而，对电视和投影而言，光源的规格是固定的，且因散热和光源寿命的需要对最大亮度做了限制，也就是光源的最大亮度是恒定的。光源最大亮度决定了投影的输出光通量，从而决定了画面的效果，而当投影画面的亮度较高时，投影设备的最大亮度可能无法满足画面的需求，从而降低画面色彩的展现效果。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统，利用固态光源的输出功率可调特性，在个别高亮度画面时瞬时调高光源亮度，且通过动态更新电光转换曲线重新调整白平衡，突破传统投影设备的亮度限制，充分展现HDR的显示效果，提高用户体验。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法，其包括如下步骤：
A、接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；
B、判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；
C、根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；
D、播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态。
E、高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中，所述步骤B具体包括：
播放当前画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则判断下一帧待播放画面为高亮画面。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中，所述步骤E包括步骤：
E1、播放当前高亮画面播放时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则执行步骤E2；否则执行步骤E3；
E2、播放所述下一帧待播放画面时，控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测再下一帧待播放画面的亮度；
E3、控制固态光源的亮度降为常态亮度，并返回步骤B。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中，所述步骤E2之后还包括步骤：
E21、判断当前固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于预设时间，若是，则执行步骤E3，否则返回步骤E1。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中，所述步骤E3具体包括：
当固态光源保持非常态高亮状态的时间大于预设时间时，控制固态光源的亮度渐变恢复至常态亮度，否则直接恢复至常态亮度。
一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统，其包括：
分析模块，用于接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；
判断模块，用于判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；
曲线调整模块，用于根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；
亮度控制模块，用于播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态。
所述亮度控制模块还用于高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统中，所述判断模块具体用于：播放当前画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则判断下一帧待播放画面为高亮画面。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统中，所述亮度控制模块包括：
检测单元，用于播放当前高亮画面播放时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度；
第一控制单元，用于当下一帧待播放画面的亮度大于预设亮度时，在播放所述下一帧待播放画面时，控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测再下一帧待播放画面的亮度；
第二控制单元，用于当下一帧待播放画面的亮度小于预设亮度时，控制固态光源的亮度降为常态亮度，并继续判断待播放的画面是否为高亮画面。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统中，所述亮度控制模块还包括：
时间控制单元，用于判断当前固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于预设时间，若是，则控制固态光源的亮度降为常态亮度；若否，则控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度。
所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统中，所述第二控制单元具体用于当固态光源保持非常态高亮状态的时间大于预设时间时，控制固态光源的亮度渐变恢复至常态亮度，否则直接恢复至常态亮度。
相较于现有技术，本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统中，所述基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法通过接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；之后判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；之后根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；之后播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态，高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度，通过利用固态光源的输出功率可调特性，在个别高亮度画面时瞬时调高光源亮度，且通过动态更新电光转换曲线重新调整白平衡，突破传统投影设备的亮度限制，充分展现HDR的显示效果，提高用户体验。
附图说明
图1为本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法的流程图。
图2为本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法较佳实施例的流程图。
图3为本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统的结构框图。
图4为本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法的具体实施例的流程图。
图5a和图5b分别为本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中电光转换曲线更新前后的示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中投影设备最大光源亮度固定，无法满足良好的HDR显示效果等缺点，本发明的目的在于提供一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统，利用固态光源的输出功率可调特性，在个别高亮度画面时瞬时调高光源亮度，且通过动态更新电光转换曲线重新调整白平衡，突破传统投影设备的亮度限制，充分展现HDR的显示效果，提高用户体验。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法包括如下步骤：
S100、接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；
S200、判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；
S300、根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；
S400、播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态。
S500、高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度。
具体实施时，HDR信源通过HDR输入接口输入，经过压缩后输出HDR压缩信号，并输出至HDR播放器，之后再转换为RGB视频信号，接收到该视频信号后，分析每一帧画面的亮度信息，之后判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面，所述高亮画面是指其亮度大于预设亮度，比如大于传统投影设备光源的最大亮度400cd/m2，传统设备无法满足该画面的亮度需求；之后根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线，由于后续光源亮度会产生变化，更新对应的电光转换曲线可以保证在播放高亮画面时，能达到新的白平衡状态，保证投影显示效果；当播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，即增大固态光源的电流，使其输出功率增大，进而使得光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态，以保证与高亮画面所需的亮度匹配，例如使光源亮度从300cd/m2增大至600cd/m2，充分展现HDR的显示效果，突破光源亮度不可调的限制，提高了用户体验，之后由于高亮画面占全部视频画面的时间比较不会太高，当当前高亮画面播放结束后，再次调整固态光源的电流，使其亮度降回常态亮度，满足普通画面的亮度需求即可，从而不会影响设备的整体功耗和光源的寿命，同时也相应更换电光转换曲线，使白平衡重新达到正常状态。
其中，步骤S200具体包括播放当前画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则判断下一帧待播放画面为高亮画面。即一边播放一边判断下一帧画面是否为高亮画面，直到最后一帧播放结束，从而实现了动态亮度调整。
具体地，请参阅图2，本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中，所述步骤S500包括：
S501、当前高亮画面播放结束后，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则执行步骤S502；否则执行步骤S503；
S502、播放所述下一帧待播放画面时，控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测再下一帧待播放画面的亮度；
S503、控制固态光源的亮度降为常态亮度，并返回步骤S200，直到最后一帧画面播放结束。
具体实施时，当播放一帧高亮画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，即检测下一帧播放画面是否还是高亮画面，若是，则在播放下一帧待播放画面时，控制固态光源继续保持非常态高亮状态，同时继续检测再下一帧画面的亮度，保证在出现短时间的连续高亮度画面时，固态光源能持续提高匹配的亮度；而当下一帧播放画面的亮度小于预设亮度，即下一帧播放画面不是高亮画面，则控制固态光源的亮度降为常态亮度，并继续判断后续画面的亮度是否为高亮画面，直到最后一帧画面播放结束，避免固态光源一直工作在高功耗的状态，也避免出现散热不佳的问题。即本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法中，仅仅只需在所有视频画面中的个别高亮画面瞬时增大光源亮度，以满足画面投影的亮度需求，实现了光源亮度的动态调节，即满足了HDR的显示效果，也不会导致设备功耗过高即光源寿命降低。
进一步地，为更好的保护设备及光源，所述步骤S502之后还包括步骤S504、判断当前固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于预设时间，若是，则执行步骤S503，否则返回步骤E501。
即高亮画面显示结束后，光源亮度从非常态高亮状态降为常态亮度，以保护投影设备和光源寿命，当特殊情况下需要保持非常态高亮状态一段时间时，会对固态光源保持非常态高亮状态的时间进行计时，判断固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于了预设时间，若是，则控制其亮度降为常态亮度，保护光源的寿命，同时也避免出现散热即设备高功耗的问题；若否，则继续检测下一帧画面是否是高亮画面，并继续保持非常态高亮状态，直到超过预设时间或下一帧画面不是高亮画面，则控制固态光源降为常态亮度。
在控制固态光源亮度恢复至常态亮度过程中，可根据非常态高亮状态的持续时间进行相应的控制，当固态光源保持非常态高亮状态的时间大于预设时间时，此时控制固态光源的亮度渐变过渡恢复至常态亮度，以避免由于长时间保持高亮度突然的亮度突变对光源造成损害，而当保持非常态高亮状态的时间小于预设时间时，控制光源亮度直接恢复至常态亮度，例如仅有一帧画面为高亮画面，该高亮画面显示结束后立刻将光源亮度恢复至常态，避免持续高亮度对后续画面播放产生影响。
本发明相应还提供一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统，如图4所示，所述基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统包括分析模块10、判断模块20、曲线调整模块30和亮度控制模块40，所述分析模块10、判断模块20、曲线调整模块30和亮度控制模块40依次连接，所述判断模块20还连接亮度控制模块40。其中，所述分析模块10用于接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；所述判断模块20用于判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；所述曲线调整模块30用于根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；所述亮度控制模块40用于播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态。本发明通过利用固态光源的输出功率可调特性，在个别高亮度画面时瞬时调高光源亮度，且通过动态更新电光转换曲线重新调整白平衡，突破传统投影设备的亮度限制，充分展现HDR的显示效果，提高用户体验。
其中，所述判断模块20具体用于：播放当前画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则判断下一帧待播放画面为高亮画面。具体请参阅上述方法对应的实施例。
进一步地，所述亮度控制模块40还用于高亮画面播放结束后，控制固态光源的亮度降为常态亮度。具体请参阅上述方法对应的实施例。
具体地，所述亮度控制模块40包括检测单元401、第一控制单元402和第二控制单元403，所述检测单元401连接第一控制单元402和第二控制单元403，所述第一控制单元402还连接曲线调整模块30，所述第二控制单元403还连接判断模块20。其中，所述检测单元401用于播放当前高亮画面播放时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度；所述第一控制单元402用于当下一帧待播放画面的亮度大于预设亮度时，在播放所述下一帧待播放画面时，控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测再下一帧待播放画面的亮度；所述第二控制单元403用于当下一帧待播放画面的亮度小于预设亮度时，控制固态光源的亮度降为常态亮度，并继续判断待播放的画面是否为高亮画面，直到最后一帧画面播放结束。具体请参阅上述方法对应的实施例。
进一步地，所述亮度控制模块40还包括时间控制单元404，所述时间控制单元404连接检测单元401、第一控制单元402和第二控制单元403，所述时间控制单元404用于判断当前固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于预设时间，若是，则控制固态光源的亮度降为常态亮度；若否，则控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度。具体请参阅上述方法对应的实施例。
所述第二控制单元403具体用于当固态光源保持非常态高亮状态的时间大于预设时间时，控制固态光源的亮度渐变恢复至常态亮度，否则直接恢复至常态亮度。具体请参阅上述方法对应的实施例。
为更好地理解本发明的技术方案，以下结合图1至图5b，举具体实施例对本发明提供的投影亮度瞬时增大方法的调节过程进行说明：
如图4所示，HDR输入接口接收HDR信源并压缩为HDR压缩信号，并输入至HDR播放器进行播放，此时HDR压缩信号转化为10-12bits的RGB信号，之后接收该RGB信号并进行画面分析，分析每一帧画面的亮度信息，识别其中的高亮画面，当检测到待播放的下一帧画面为高亮画面时，进行瞬时亮度调节，具体为根据高亮画面信息进行电光转化曲线（EOTF曲线）更换，如图5a和5b所示，图5a为初始电光转换曲线，增大初始电光转化曲线的斜率从而生成播放高亮画面时的高亮电光转化曲线图5b，同时根据高亮电光转化曲线调整固态光源的电流，使光源亮度瞬时增大至非常态高亮状态，此时将RGB信号输出至显示装置，瞬时的高亮度能充分展现HDR的显示效果，且由于更换了相应的电光转化曲线，在瞬时提高亮度的同时也能重新调整白平衡，确保投影显示效果，从而突破了光源亮度不可调的限制。
综上所述，本发明提供的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法及系统中，所述基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法通过接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；之后判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；之后根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线更新播放高亮画面时的电光转换曲线；之后播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态，高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度，通过利用固态光源的输出功率可调特性，在个别高亮度画面时瞬时调高光源亮度，且通过动态更新电光转换曲线重新调整白平衡，突破传统投影设备的亮度限制，充分展现HDR的显示效果，提高用户体验。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；
B、判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；
C、根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线动态更新播放高亮画面时的电光转换曲线，重新调整白平衡；
D、播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态；
E、高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度；
所述高亮度画面是指其亮度大于预设亮度；
所述步骤B具体包括：
播放当前画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则判断下一帧待播放画面为高亮画面；
一边播放一边判断下一帧画面是否为高亮画面，直到最后一帧播放结束。
2.根据权利要求1所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法，其特征在于，所述步骤E包括步骤：
E1、播放当前高亮画面播放时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则执行步骤E2；否则执行步骤E3；
E2、播放所述下一帧待播放画面时，控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测再下一帧待播放画面的亮度；
E3、控制固态光源的亮度降为常态亮度，并返回步骤B。
3.根据权利要求2所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法，其特征在于，所述步骤E2之后，步骤E3之前还包括步骤：
E21、判断当前固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于预设时间，若是，则执行步骤E3，否则返回步骤E1。
4.根据权利要求3所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大方法，其特征在于，所述步骤E3具体包括：
当固态光源保持非常态高亮状态的时间大于预设时间时，控制固态光源的亮度渐变恢复至常态亮度，否则直接恢复至常态亮度。
5.一种基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统，其特征在于，包括：
分析模块，用于接收待播放的视频信号并分析每一帧画面的亮度信息；
判断模块，用于判断待播放的下一帧画面是否为高亮画面；
曲线调整模块，用于根据高亮画面的亮度信息和初始电光转换曲线动态更新播放高亮画面时的电光转换曲线，重新调整白平衡；
亮度控制模块，用于播放高亮画面时，根据更新后的电光转换曲线控制固态光源的电流，使光源亮度从常态亮度增大至非常态高亮状态；
所述亮度控制模块还用于高亮画面播放结束后，根据非常态高亮状态的持续时间控制固态光源的亮度降为常态亮度；
所述高亮度画面是指其亮度大于预设亮度；
所述判断模块具体用于：播放当前画面时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度，若是，则判断下一帧待播放画面为高亮画面；
一边播放一边判断下一帧画面是否为高亮画面，直到最后一帧播放结束。
6.根据权利要求5所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统，其特征在于，所述亮度控制模块包括：
检测单元，用于播放当前高亮画面播放时，检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度；
第一控制单元，用于当下一帧待播放画面的亮度大于预设亮度时，在播放所述下一帧待播放画面时，控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测再下一帧待播放画面的亮度；
第二控制单元，用于当下一帧待播放画面的亮度小于预设亮度时，控制固态光源的亮度降为常态亮度，并继续判断待播放的画面是否为高亮画面。
7.根据权利要求6所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统，其特征在于，所述亮度控制模块还包括：
时间控制单元，用于判断当前固态光源保持非常态高亮状态的时间是否大于预设时间，若是，则控制固态光源的亮度降为常态亮度；若否，则控制固态光源保持非常态高亮状态，并继续检测下一帧待播放画面的亮度是否大于预设亮度。
8.根据权利要求7所述的基于固态光源的投影亮度瞬时增大系统，其特征在于，所述第二控制单元具体用于当固态光源保持非常态高亮状态的时间大于预设时间时，控制固态光源的亮度渐变恢复至常态亮度，否则直接恢复至常态亮度。
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