CN109616082A - 一种自动调节背光亮度的方法、装置及其系统 - Google Patents

一种自动调节背光亮度的方法、装置及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自动调节背光亮度的技术，包括：步骤一，获取至少一个周期的周边环境光亮度值，所述获取包括在一个周期内获取至少一个所述周边环境光亮度值；步骤二，判断多个连续周期内是否存在跳动变化，若存在所述跳动变化，执行步骤一，若不存在所述跳动变化，执行步骤三；步骤三，确定人眼在所述周边环境光亮度值下的最佳背光值；步骤四，根据所述最佳背光值调节背光亮度。本发明提供的自动调节背光亮度的技术，能够判断当前环境光是否为在一个时间段突变而导致的非正常亮度变化，以及也考虑到人眼在不同环境亮度下可分辨的亮度范围不同以进行屏幕亮度的适应。

Description

一种自动调节背光亮度的方法、装置及其系统
技术领域
本发明涉及屏幕背光亮度的调节技术领域，尤其涉及一种自动调节背光亮度的方法、装置及其系统。
背景技术
在轨道交通行业中，列车仪表显示屏的背光调节一般是通过人眼的判断从而进行手动的背光调整。一些显示屏中加入了自动背光控制，其是利用了光传感器检测环境光线，根据环境光线的变化自动调节显示屏的背光。例如，在较亮的光线环境下，可以增加背光强度以便保持可读性，而在较暗的光线环境下，可以减弱背光强度以便使功耗降至最低。
然而，在列车的行驶过程中，当列车行驶进入隧道或离开隧道时，环境光线会有很明显的突变，这使得现有的自动背光控制调节显示屏的亮度突变，由于人眼对环境光线的变化有一个适应过程，因此显示屏亮度的突变会给驾驶员带来困扰。另一方面，驾驶员在驾驶过程中，会有一些动作手势等非正常环境光变化影响到光传感器，造成人为的环境光线突变，这也使得现有的自动背光控制调节显示屏的亮度突变，而这种显示屏亮度的突变是短暂的且不必要的。
本发明提供的自动调节背光亮度的方法、装置及其系统采用了新型的自动背光调节方法，能够判断当前环境光是否为在一个时间段突变而导致的非正常亮度变化，比如人手的晃动、瞬间性的环境改变，以及也考虑到人眼在不同环境亮度下可分辨的亮度范围不同以进行屏幕亮度的适应。
发明内容
为解决上述显示屏亮度变化不被人眼适应以及容易受非正常亮度变化影响的缺陷，本发明提供了一种自动调节背光亮度的方法、装置及其系统，其目的在于能够在环境光线的变化时自动调节背光亮度，并且能够识别出非正常的亮度变化，从而不影响屏幕亮度的变化。
为了实现上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种自动调节背光亮度的方法，所述方法包括：步骤一，获取至少一个周期的周边环境光亮度值，所述获取包括在一个周期内获取至少一个所述周边环境光亮度值；步骤二，判断多个连续周期内是否存在跳动变化，若存在所述跳动变化，执行步骤一，若不存在所述跳动变化，执行步骤三；步骤三，确定人眼在所述周边环境光亮度值下的最佳背光值；步骤四，根据所述最佳背光值调节背光亮度。
优选的，所述判断多个连续周期内是否存在跳动变化包括：为每个所述周期确定一个阈值，所述阈值为人眼能够识别最小的亮度改变范围；根据所述阈值确定所述周期内的最佳点亮度；判断多个连续周期的所述最佳点亮度的均差是否超过第一亮度值，其中，所述第一亮度值至少为5lux，所述均差超过所述第一亮度值表示存在跳动变化，所述均差不超过所述第一亮度值表示不存在跳动变化。
优选的，所述为每个所述周期确定一个阈值包括，根据ΔΨ＝bΨ确定所述阈值，其中，ΔΨ是在感觉量Ψ水平的最小可觉差的主观大小。
优选的，所述步骤三包括根据所述最佳点亮度确定最佳背光值。
优选的，所述步骤四包括：设置周边环境亮度值的范围为0-500lux，根据所述范围划分背光等级；确定所述最佳背光值和当前屏幕背光值的背光等级；根据所述最佳背光值与所述当前屏幕背光值的所述背光等级的等级差调节所述背光亮度。
优选的，所述根据所述最佳背光值与所述当前屏幕背光值的所述背光等级的等级差调节所述背光亮度包括，以逐级递增或逐级递减的方式调节所述背光亮度的背光等级，直到所述背光亮度的背光等级达到所述最佳背光值的背光等级。
为了实现上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种自动调节背光亮度的装置，所述装置包括：获取模块，用于获取至少一个周期的周边环境光亮度值，所述获取包括在一个周期内获取至少一个所述周边环境光亮度值；检测模块，用于判断多个连续周期内是否存在跳动变化，若存在所述跳动变化，则通知所述获取模块，若不存在所述跳动变化，则通知所述处理模块；处理模块，用于确定人眼在所述周边环境光亮度值下的最佳背光值；调节模块，用于根据所述最佳背光值调节背光亮度。
优选的，所述检测模块包括：第一检测模块，用于为每个所述周期确定一个阈值，所述阈值为人眼能够识别最小的亮度改变范围；第二检测模块，用于根据所述阈值确定所述周期内的最佳点亮度；第三检测模块，用于判断多个连续周期的所述最佳点亮度的均差是否超过第一亮度值，其中，所述第一亮度值至少为5lux，所述均差超过所述第一亮度值表示存在跳动变化，所述均差不超过所述第一亮度值表示不存在跳动变化。
优选的，所述第一检测模块还用于根据ΔΨ＝bΨ确定所述阈值，其中，ΔΨ是在感觉量Ψ水平的最小可觉差的主观大小。
优选的，所述处理模块根据所述最佳点亮度确定最佳背光值。
优选的，所述调节模块包括：背光等级划分模块，用于根据所述周边环境亮度值的范围划分背光等级，其中，所述范围为0-500lux；第一调节模块，用于确定所述最佳背光值和当前屏幕背光值的背光等级；第二调节模块，用于根据所述最佳背光值与所述当前屏幕背光值的所述背光等级的等级差调节所述背光亮度。
优选的，所述第二调节模块用于以逐级递增或逐级递减的方式调节所述背光亮度的背光等级，直到所述背光亮度的背光等级达到所述最佳背光值的背光等级。
为了实现上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种自动调节背光亮度的系统，所述系统包括上述的自动调节背光亮度的装置、处理器和至少一个光传感器，其中，所述处理器连接控制所述装置和所述光传感器，所述处理器用于调取并处理数据，将处理结果传输至所述装置，所述装置用于根据所述处理结果实现相应的功能，所述光传感器用于获取周边环境光亮度值。
与现有技术相比，本发明能够判断当前环境光是否为在一个时间段突变而导致的非正常亮度变化，比如人手的晃动、瞬间性的环境改变，以及也考虑到人眼在不同环境亮度下可分辨的亮度范围不同以进行屏幕亮度的适应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明一个实施例提供的自动调节背光亮度的方法流程示意图；
图2：本发明另一个实施例提供的自动调节背光亮度的方法流程示意图；
图3：本发明一个实施例提供的多个连续周期内存在跳动变化的示意图，其中，纵坐标表示最佳点亮度，单位为lux，横坐标表示周期的序号，301表示跳动变化的周期；
图4：本发明一个实施例提供的多个连续周期内不存在跳动变化的示意图，其中纵坐标表示最佳点亮度，单位为lux，横坐标表示周期的序号；
图5：本发明另一个实施例提供的自动调节背光亮度的装置结构示意图；
图6：本发明另一个实施例提供的自动调节背光亮度的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一个实施例提供的自动调节背光亮度的方法流程示意图。
如图所示，本实施例的自动调节背光亮度的方法包括：
S101，获取至少一个周期的周边环境光亮度值；
具体的，通过获取光传感器的光敏值来获取周边环境光亮度值。可选实施例中，设置一个周期为10ms，并且在一个周期内采集10次的光敏值，即采集速度为1次/ms，其中，光传感器可侦测的亮度值范围，即周边环境光亮度值范围为0～500lux，具体如下表(表1)所示：
表1
表1中显示了一个周期内采集的10次周边环境光亮度值，分别为L1-L10。
S102，判断多个连续周期内是否存在跳动变化；
具体的，根据每个周期的周边环境光亮度值计算得到最佳点亮度，判断多个连续周期的最佳点亮度是否存在跳动变化，若存在跳动变化，则执行步骤S101，若不存在所述跳动变化，则执行步骤S103。可选实施例中，为每个所述周期确定一个阈值，该阈值为人眼能够识别最小的亮度改变范围。具体实现中，以表1表示的周期为例，首先计算周边环境光亮度值L1-L10的平均值Lave，即Lave＝(SUM(L[1],L[10])-Lmax-Lmin)/(Lcount-2)，其中Lmax表示L1-L10中的最大周边环境光亮度值，Lmin表示L1-L10中的最小周边环境光亮度值。根据艾克玛定律，即ΔΨ＝bΨ，其中，ΔΨ是在感觉量Ψ水平的最小可觉差的主观大小，计算平均值Lave的阈值Ltv，即Ltv＝List[(int)Lave/10+1]，其中，List表示每10个光亮度值的亮度最小可觉差。根据阈值Ltv计算最佳点亮度Lavea的步骤包括：
计算每一个周边环境光亮度值与阈值的偏差Ldif，即Ldif[i]＝Ltv–(Lave-L[i])；
计算最佳点亮度Lavea，即Lavea＝Lave-SUM(Ldif[1],Ldif[10])/(Lcount-2)；
由此得到该周期内的最佳点亮度Lavea。
可选实施例中，根据连续五个周期的周边环境光亮度值计算五个连续最佳点亮度，判断该五个连续最佳点亮度的均差是否超过5lux，如图3所示，若均差超过5lux，则执行步骤S101，重新获取连续五个周期的周边环境光亮度值；如图4所示，若均差不超过5lux，则执行步骤S103。
S103，确定人眼在周边环境光亮度值下的最佳背光值；
具体的，通过多个连续的最佳点亮度计算最佳背光值。可选实施例中，根据步骤S102中计算的五个最佳点亮度，如下表(表2)所示，
表2
周期 1 2 3 4 5
代号 L1 L2 L3 L4 L5
亮度 120 122 118 120 118
其中，L1-L5表示周期1-5的最佳点亮度，计算最佳背光值的具体步骤包括：
获取平均值Lsum，即Lsum＝SUM(L1,L5)/Lcount；
获取五个最佳周期点亮度值的最小值与最大值的比例Lratio，即Lratio＝L3/L2；
通过平均值Lsum与比例Lration计算出最佳亮度值L，即L＝Lsum/Lratio。
S104，根据最佳背光值调节背光亮度；
具体的，将屏幕的背光亮度调节至最佳背光值，其中，调节采用线性调节方式，以保证亮度变化的渐变。
图2为本发明另一个实施例提供的自动调节背光亮度的方法流程示意图。
如图所示，本实施例的自动调节背光亮度的方法包括：
S201，获取至少一个周期的周边环境光亮度值；
具体的，通过获取光传感器的光敏值来获取周边环境光亮度值。可选实施例中，设置一个周期为10ms，并且在一个周期内采集10次的光敏值，即采集速度为1次/ms，其中，光传感器可侦测的亮度值范围，即周边环境光亮度值范围为0～500lux，具体如下表(表1)所示：
表1
表1中显示了一个周期内采集的10次周边环境光亮度值，分别为L1-L10。
S202，判断多个连续周期内是否存在跳动变化；
具体的，根据每个周期的周边环境光亮度值计算得到最佳点亮度，判断多个连续周期的最佳点亮度是否存在跳动变化，若存在跳动变化，则执行步骤S101，若不存在所述跳动变化，则执行步骤S103。可选实施例中，为每个所述周期确定一个阈值，该阈值为人眼能够识别最小的亮度改变范围。具体实现中，以表1表示的周期为例，首先计算周边环境光亮度值L1-L10的平均值Lave，即Lave＝(SUM(L[1],L[10])-Lmax-Lmin)/(Lcount-2)，其中Lmax表示L1-L10中的最大周边环境光亮度值，Lmin表示L1-L10中的最小周边环境光亮度值。根据艾克玛定律，即ΔΨ＝bΨ，其中，ΔΨ是在感觉量Ψ水平的最小可觉差的主观大小，计算平均值Lave的阈值Ltv，即Ltv＝List[(int)Lave/10+1]，其中，List表示每10个光亮度值的亮度最小可觉差。根据阈值Ltv计算最佳点亮度Lavea的步骤包括：
计算每一个周边环境光亮度值与阈值的偏差Ldif，即Ldif[i]＝Ltv–(Lave-L[i])；
计算最佳点亮度Lavea，即Lavea＝Lave-SUM(Ldif[1],Ldif[10])/(Lcount-2)；
由此得到该周期内的最佳点亮度Lavea。
可选实施例中，根据连续五个周期的周边环境光亮度值计算五个连续最佳点亮度，判断该五个连续最佳点亮度的均差是否超过5lux，如图3所示，若均差超过5lux，则执行步骤S101，重新获取连续五个周期的周边环境光亮度值；如图4所示，若均差不超过5lux，则执行步骤S103。
S203，确定人眼在周边环境光亮度值下的最佳背光值；
具体的，通过多个连续的最佳点亮度计算最佳背光值。可选实施例中，根据步骤S102中计算的五个最佳点亮度，如下表(表2)所示，
表2
周期 1 2 3 4 5
代号 L1 L2 L3 L4 L5
亮度 120 122 118 120 118
其中，L1-L5表示周期1-5的最佳点亮度，计算最佳背光值的具体步骤包括：
获取平均值Lsum，即Lsum＝SUM(L1,L5)/Lcount；
获取五个最佳周期点亮度值的最小值与最大值的比例Lratio，即Lratio＝L3/L2；
通过平均值Lsum与比例Lration计算出最佳亮度值L，即L＝Lsum/Lratio。
S204，确定背光等级；
具体的，根据预设的背光等级与亮度值的对应关系确定最佳亮度值和当前屏幕亮度的背光等级。可选实施例中，设置背光等级为0-850级，对应亮度值0-500lux，即每一背光等级的变化对应约0.588lux的亮度值变化。
S205，调节背光亮度；
具体的，确定最佳亮度值与当前屏幕亮度的背光等级的等级差，以逐级递增或逐级递减的方式调节屏幕的背光等级，即屏幕的光亮度值。可选实施例中，背光等级的调节可以通过循环的方式，即如果逐级递增，则屏幕的背光等级为当前背光等级至850级向上调整，每一个循环增加1直到到达需设定背光等级，如果逐级递减，则屏幕的背光等级为当前背光等级至0级向下调整，每一个循环减少1直到到达需设定背光等级。
图5为本发明另一个实施例提供的自动调节背光亮度的装置结构示意图。
如图所示，本实施例的自动调节背光亮度的装置包括：获取模块502，用于获取至少一个周期的周边环境光亮度值；检测模块503，用于判断多个连续周期内是否存在跳动变化；处理模块501，用于确定人眼在所述周边环境光亮度值下的最佳背光值；调节模块504，用于根据最佳背光值调节背光亮度。
可选实施例中，检测模块503包括：第一检测模块531，用于为每个周期确定一个阈值；第二检测模块532，用于根据阈值确定周期内的最佳点亮度；第三检测模块533，用于判断多个连续周期的最佳点亮度的均差是否超过第一亮度值。
可选实施例中，调节模块504包括：背光等级划分模块541，用于根据周边环境亮度值的范围划分背光等级；第一调节模块542，用于确定最佳背光值和当前屏幕背光值的背光等级；第二调节模块543，用于根据最佳背光值与当前屏幕背光值的背光等级的等级差调节背光亮度。
图6为本发明另一个实施例提供的自动调节背光亮度的系统结构示意图。
如图所示，本实施例的自动调节背光亮度的系统包括：自动调节背光亮度的装置602、处理器601和至少一个光传感器603，其中，处理器601连接控制装置602和光传感器603，处理器601用于调取并处理数据，将处理结果传输至装置602，装置602用于根据处理结果实现相应的功能，光传感器603用于获取周边环境光亮度值。
以上对本发明所提供的一种自动调节背光亮度的方法、装置及其系统进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自动调节背光亮度的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一，获取至少一个周期的周边环境光亮度值，所述获取包括在一个周期内获取至少一个所述周边环境光亮度值；
步骤二，判断多个连续周期内是否存在跳动变化，若存在所述跳动变化，执行步骤一，若不存在所述跳动变化，执行步骤三；
步骤三，确定人眼在所述周边环境光亮度值下的最佳背光值；
步骤四，根据所述最佳背光值调节背光亮度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断多个连续周期内是否存在跳动变化包括：
为每个所述周期确定一个阈值，所述阈值为人眼能够识别最小的亮度改变范围；
根据所述阈值确定所述周期内的最佳点亮度；
判断多个连续周期的所述最佳点亮度的均差是否超过第一亮度值，其中，所述第一亮度值至少为5lux，所述均差超过所述第一亮度值表示存在跳动变化，所述均差不超过所述第一亮度值表示不存在跳动变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为每个所述周期确定一个阈值包括，根据ΔΨ＝bΨ确定所述阈值，其中，ΔΨ是在感觉量Ψ水平的最小可觉差的主观大小；
所述步骤三包括根据所述最佳点亮度确定最佳背光值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤四包括：
设置周边环境亮度值的范围为0-500lux，根据所述范围划分背光等级；
确定所述最佳背光值和当前屏幕背光值的背光等级；
根据所述最佳背光值与所述当前屏幕背光值的所述背光等级的等级差调节所述背光亮度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述最佳背光值与所述当前屏幕背光值的所述背光等级的等级差调节所述背光亮度包括，以逐级递增或逐级递减的方式调节所述背光亮度的背光等级，直到所述背光亮度的背光等级达到所述最佳背光值的背光等级。
6.一种自动调节背光亮度的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取至少一个周期的周边环境光亮度值，所述获取包括在一个周期内获取至少一个所述周边环境光亮度值；
检测模块，用于判断多个连续周期内是否存在跳动变化，若存在所述跳动变化，则通知所述获取模块，若不存在所述跳动变化，则通知所述处理模块；
处理模块，用于确定人眼在所述周边环境光亮度值下的最佳背光值；
调节模块，用于根据所述最佳背光值调节背光亮度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括：
第一检测模块，用于为每个所述周期确定一个阈值，所述阈值为人眼能够识别最小的亮度改变范围；
第二检测模块，用于根据所述阈值确定所述周期内的最佳点亮度；
第三检测模块，用于判断多个连续周期的所述最佳点亮度的均差是否超过第一亮度值，其中，所述第一亮度值至少为5lux，所述均差超过所述第一亮度值表示存在跳动变化，所述均差不超过所述第一亮度值表示不存在跳动变化。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一检测模块还用于根据ΔΨ＝bΨ确定所述阈值，其中，ΔΨ是在感觉量Ψ水平的最小可觉差的主观大小；
所述处理模块根据所述最佳点亮度确定最佳背光值；
所述调节模块包括：
背光等级划分模块，用于根据所述周边环境亮度值的范围划分背光等级，其中，所述范围为0-500lux；
第一调节模块，用于确定所述最佳背光值和当前屏幕背光值的背光等级；
第二调节模块，用于根据所述最佳背光值与所述当前屏幕背光值的所述背光等级的等级差调节所述背光亮度。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二调节模块用于以逐级递增或逐级递减的方式调节所述背光亮度的背光等级，直到所述背光亮度的背光等级达到所述最佳背光值的背光等级。
10.一种自动调节背光亮度的系统，其特征在于，所述系统包括权利要求6-9任一项所述的自动调节背光亮度的装置、处理器和至少一个光传感器，其中，所述处理器连接控制所述装置和所述光传感器，所述处理器用于调取并处理数据，将处理结果传输至所述装置，所述装置用于根据所述处理结果实现相应的功能，所述光传感器用于获取周边环境光亮度值。
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