CN114299372A

CN114299372A - 一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统及方法

Info

Publication number: CN114299372A
Application number: CN202111623259.8A
Authority: CN
Inventors: 张建春; 张冲; 徐楚; 陈琪; 徐旭; 卢晓鹏
Original assignee: Jiangyin Xinhe Power Meter Co ltd
Current assignee: Jiangyin Xinhe Power Meter Co ltd
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-04-08

Abstract

本发明公开了一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统及方法，所述调节量校准模块对环境信息处理模块中初步预估的液晶面板的调节量进行校准，得到液晶面板的校准调节量；所述智能调节模块根据调节量校准模块得到的液晶面板的校准调节量在标准亮度及标准对比度的基础上对液晶面板的亮度及对比度进行调节。本发明从光照环境及人物与液晶面板之间的距离对液晶面板显示的影响进行考虑，通过获取液晶面板的前后光照强度及液晶面板前方人物信息对液晶面板的亮度及对比度进行调节，该调节方式更加全面，考虑到了液晶面板所处环境中光源对液晶面板显示的影响，使得液晶面板的调节效果更好，用户使用满意度更高。

Description

一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统及方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，具体为一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统及方法。

背景技术

液晶面板以其较低的生产成本、功耗低、辐射低等特点占据了显示市场，并随着液晶设备的发展，对于液晶设备的液晶面板成为了重要的研究热点。

然而，当前市场上对液晶面板的研究中，主要是针对于同一环境下，人物从不同角度进行观看时，对液晶面板的色偏、亮度及对比度的调节方式，当前技术存在较大的缺陷，没有考虑到不同光照环境及人物与液晶面板之间的距离对液晶面板显示的影响，不能实现对液晶面板的智能化调节，如液晶面板背面位置存在光源，光源的照射会对液晶面板正面位置正在观看的人员造成影响，进而需要根据实际的环境信息，对液晶面板的亮度及对比度进行调节。

针对上述情况，我们需要一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统，包括：

数据采集模块，所述数据采集模块通过光照强度传感器及摄像头对液晶面板周边的环境信息进行采集；

环境信息提取模块，所述环境信息提取模块对数据采集模块中采集的环境信息进行提取；

环境信息处理模块，所述环境信息处理模块根据获取的环境信息初步预估出液晶面板亮度及对比度的调节量；

调节量校准模块，所述调节量校准模块对环境信息处理模块中初步预估的液晶面板的调节量进行校准，得到液晶面板的校准调节量；

智能调节模块，所述智能调节模块根据调节量校准模块得到的液晶面板的校准调节量在标准亮度及标准对比度的基础上对液晶面板的亮度及对比度进行调节，所述标准亮度表示液晶面板不进行调节时的固定亮度，所述标准对比度表示液晶面板在不进行调节时的固定对比度。

本发明通过各个模块的协同合作，共同实现了对液晶面板周边环境信息的获取，并针对获取的环境信息计算液晶面板的校准调节量，进而根据得到的液晶面板的校准调节量，在标准亮度及标准对比度的基础上，对液晶面板的亮度及对比度进行调节。

进一步的，所述数据采集模块采集的环境数据包括光照强度传感器获取的各个光照强度数据及摄像头采集的各个画面信息，

光照强度传感器每隔第一单位时间获取一次光照强度数据，摄像头每隔第一单位时间获取一次画面信息，

所述液晶面板包括第一光照强度传感器、第二光照强度传感器及摄像头，

所述第一光照强度传感器及摄像头均设置在液晶面板上朝向正面的位置，所述第二光照强度设置在液晶面板上朝向背面的位置，

将当前时间液晶面板上第一光照强度传感器得到的数据记为A1，将当前时间液晶面板上第二光照强度传感器得到的数据记为A2，将当前时间液晶面板上摄像头获取的图像记为A3。

本发明数据采集模块将第一光照强度传感器及摄像头均设置在液晶面板上朝向正面的位置，将第二光照强度设置在液晶面板上朝向背面的位置，是为了获取液晶面板前后的光照强度差、液晶面板正面位置中的人物信息(人脸光照强度、人与液晶面板的距离及人物位置与过液晶面板摄像头位置及液晶面板所在平面的垂线的夹角)。

进一步的，所述环境信息提取模块包括光照强度信息提取模块及图像信息提取模块，

所述光照强度信息提取模块直接获取当前时间液晶面板上第一光照传感器得到的数据A1及第一光照传感器得到的数据A2；

所述图像信息提取模块获取当前时间液晶面板上摄像头获取的图像A3，并对A3进行图形识别，得到图像中的人物信息，所述人物信息包括人脸光照强度A31、人与液晶面板的距离A32及人物位置与过液晶面板摄像头位置及液晶面板所在平面的垂线的夹角A33，

本发明环境信息提取模块中图像信息提取模块中获取人脸光照强度A31，是为了计算A2与A31之间的差值，进而根据人脸光照强度与第一光照传感器之间的差值对亮度及对比度进行调节，其他条件不变的情况下，所得差值越大，对应的亮度及对比度的调节量越大；获取人与液晶面板的距离A32是为了根据人与液晶面板的距离对亮度及对比度进行调节，其他条件不变的情况下，A32越大，对应的亮度及对比度的调节量越大；获取人物位置与过液晶面板摄像头位置及液晶面板所在平面的垂线的夹角A33，是因为A33越大，说明人物与液晶面板正面的夹角越大，人物的观看效果越容易收到影响，进而需要对亮度及对比度进行调节的量越大。

进一步的，图像信息提取模块通过图像识别获取图像中的人物信息的方法包括以下步骤：

S1.1、获取图像A3，对图像A3进行图像进行人脸识别，判断图像A3中是否包含人脸图像，

当图像A3中包含人脸图像时，继续对图像A3中的人脸图像进行识别，

当图像A3中不包含人脸图像时，则直接判定人脸光照强度A31等于A2、人与液晶面板的距离A32等于0及人物位置与过液晶面板摄像头位置及液晶面板所在平面的垂线的夹角A33等于0；

S1.2、当图像A3中包含人脸图像时，对图像进行灰度处理，计算人脸图像中各像素点对应灰度值的平均值，将获取的灰度值的平均值与对比数据库进行比对，得到人脸光照强度A31；

S1.3、计算人脸图像中对应的像素点的总个数除以预制的人脸图像中所占像素点个数的比值，将所得比值与对比数据库进行比对，得到人与液晶面板得到距离A32；

S1.4、统计人脸图像中两眼连线的中点位置距离图像A3中心点位置之间的像素点个数，计算统计的像素点个数与第一预设值之间的比值，将得到的比值与对比数据库进行比对，得到人物位置与过液晶面板摄像头位置及液晶面板所在平面的垂线的夹角A33。

本发明S1.3中预制的人脸图像的大小是固定的且预制人脸图像的过程中人与液晶面板的距离也是固定的，因此计算人脸图像中对应的像素点的总个数除以预制的人脸图像中所占像素点个数的比值，就可以得到获取的人脸图像大小与预制的人脸图像的大小之间的比值关系，即人与液晶面板得到距离A32为预制人脸图像的过程中人与液晶面板的距离除以所得比值后得到的商，进而通过将所得比值与对比数据库进行比对，就能够得到人与液晶面板得到距离A32；S1.4中计算统计的像素点个数与第一预设值之间的比值，该比值相当于sin(A33)的倍数，进而将得到的比值与对比数据库进行比对，得到人物位置与过液晶面板摄像头位置及液晶面板所在平面的垂线的夹角A33。

进一步的，所述环境信息处理模块包括预处理模块、亮度调节量预估模块及对比度调节量预估模块，

所述预处理模块用于对获取的环境信息进行预处理，将预处理结果记为第一集合；

所述亮度调节量预估模块根据第一集合初步预估出当前时间液晶面板的亮度调节量；

所述对比度调节量预估模块根据第一集合初步预估出当前时间液晶面板的对比度调节量。

进一步的，所述预处理模块对获取的环境信息进行预处理的方法包括以下步骤：

S2.1、计算A2与A1的差值，将所得结果记为B1；

S2.2、计算A2与A31的差值，将所得结果记为B2；

S2.3、计算A33的余弦值的倒数，将所得倒数与1的差记为B3；

S2.4、将B1、B2、A32及B3逐个录入一个空白的集合中，得到第一集合，将第一集合中的第n个元素记为Cn。

本发明计算S2.3、计算A33的余弦值的倒数，是因为A33的余弦值在

的范围内是单调递减的，而在校准过程中，A33越大，则液晶面板的亮度与对比度越需要校准，因此需要求取A33的余弦值的倒数；将所得倒数与1的差记为B3，是因为在校准过程中，需要用当前状态减去正常情况下的状态(A33对应的值为0时)，此时

进而B3为A33的余弦值的倒数与1的差。

进一步的，所述亮度调节量预估模块根据第一集合初步预估出当前时间液晶面板的亮度调节量的方法包括以下步骤：

S3.1、获取第一集合中各个元素分别对应的值；

S3.2、查询数据库，得到调节系数集合，将调节系数集合中第m个元素对应的调节系数记为Dm，

所述调节系数集合中共有8个调节系数，前4个为调节液晶面板亮度时对应的调节系数，后4个调节液晶面板对比度时对应的调节系数；

S3.3、初步预估出当前时间液晶面板的亮度调节量Q1，所述

所述对比度调节量预估模块根据第一集合初步预估出当前时间液晶面板的对比度调节量的方法包括以下步骤：

S4.1、获取第一集合中各个元素分别对应的值；

S4.2、查询数据库，得到调节系数集合；

S4.3、初步预估出当前时间液晶面板的对比度调节量Q2，

所述

本发明在初步预估亮度调节量Q1时，限定m＝n且1≤n≤4时，是因为调节系数集合中前4个为调节液晶面板亮度时对应的调节系数；而在初步预估对比度调节量Q2时，限定m＝n+4且1≤n≤4时，是因为后4个调节液晶面板对比度时对应的调节系数，即调节系数集合中第5至第8个元素对应的调节系数是用来调节液晶面板对比度的，而n的取值范围对应的是1≤n≤4，因此需要进一步限定m＝n+4。

进一步的，所述调节量校准模块包括调节系数校准模块及调节量校准模块，

所述调节系数校准模块根据数据库中存储的历史数据对调节系数集合中的各个调节系数进行校准；

所述调节量校准模块根据校准后的调节系数集合对液晶面板的亮度调节量Q1及对比度调节量Q2进行校准，得到液晶面板的校准调节量，所述校准调节量包括亮度校准调节量及对比度校准调节量，并根据校准调节量对应的调节系数，对数据库中校准前的调节系数集合进行更新；

所述调节系数校准模块根据数据库中存储的历史数据对调节系数集合中的各个调节系数进行校准的方法包括以下步骤：

S5.1、逐个提取第一集合中的元素对应的数据添加到一个空白集合中，得到第二集合，在第一集合中的元素被提取一遍后，再次逐个提取第一集合中的元素添加到第二集合中，得到第三集合，将第三集合中的第m1个元素记为Em1，1≤m1≤8；

S5.2、分别计算m1为不同值且m＝m1时的Dm*Em1；

S5.3、创建一个空白集合，分别逐个将m1为不同值时对应的Dm*Em1添加到创建的空白集合中，得到第四集合，并将Dm*Em1作为第四集合中第m1个元素对应的值Fm1；

S5.4、分别获取第四集合中第m1个元素对应的值Fm1在历史数据前k个第四集合中对应元素位置的值，将Fm1在历史数据第前k1个第四集合中对应元素位置的值记为Fm1_k1；

S5.5、获取Fm1_k1在历史数据中调节系数集合中对应元素相应的调节系数Dm_k1，获取Fm1_k1在历史数据中第三集合中对应元素Em1_k1；

S5.6、得到校准后的调节系数集合，将校准后的调节系数集合中第m1个调节系数记为

当存在Em1-Em1_k1＝0的情况时，则

当不存在Em1-Em1_k1＝0的情况时，

则

且m＝m1。

本发明调节系数校准模块根据数据库中存储的历史数据对调节系数集合中的调节系数进行校准时，分别获取第四集合中第m1个元素对应的值Fm1在历史数据前k个第四集合中对应元素位置的值，是为了根据历史数据来对现有的调剂系数进行校准，选取前k个第四集合中对应元素位置的值，是因为历史数据中只有相近的第四集合中相应元素位置的值才更具有参考意义，才能实现对现有的调节系数的精准校准；

计算Fm1-Fm1_k1是为了得到Em1对应的预估调节量与历史数据中对应的第前k1个Em1_k1对应的预估调节量(当m1大于等于1且小于等于4时，对应的预估调节量调节的是液晶面板的亮度，当m1大于等于5且小于等于8时，对应的预估调节量调节的是液晶面板的对比度)之间的差值，再将所得差值除以Em1-Em1_k1的差值，就可以得到Fm1对应的调节系数与历史数据中第前k1个Em1_k1对应的调节系数之间的偏差值；

计算

是为了得到Fm1对应的调节系数与历史数据中Fm1对应的前k个第四集合中对应元素位置的值对应的调节系数之间的偏差值的平均值，即视为得到Fm1对应的调节系数与历史调节系数相应的偏差值；计算

是为了得到历史调节系数的平均值；

进而将

与

相加，能够得到Fm1对应的校准后的调节系数。

进一步的，所述调节量校准模块得到液晶面板的校准调节量的方法包括以下步骤：

S6.1、获取校准后的调节系数集合；

S6.2、根据校准后的调节系数集合、S3.3中的公式及S4.3中的公式，分别计算出二次预估的当前时间液晶面板的亮度调节量Q3及二次预估的当前时间液晶面板的对比度调节量Q4；

S6.3、将Q3与Q1差值的绝对值与第一阈值进行比较，

当|Q3-Q1|大于等于第一阈值时，则判定Q3为液晶面板的亮度校准调节量，

当|Q3-Q1|小于第一阈值时，则判定Q1为液晶面板的亮度校准调节量；

S6.4、将Q4与Q2的差值与第二阈值进行比较，

当|Q4-Q2|大于等于第二阈值时，则判定Q4为液晶面板的对比度校准调节量，

当|Q4-Q2|小于第一阈值时，则判定Q2为液晶面板的对比度校准调节量。

本发明将Q3与Q1差值的绝对值与第一阈值进行比较，是为了判断Q3与Q1差值的绝对值是否在误差范围之内，对于在误差范围之内的情况，则判定将Q1作为液晶面板的亮度校准调节量，反之，则将Q3作为液晶面板的亮度校准调节量；将Q4与Q2差值的绝对值与第二阈值进行比较，是为了判断Q4与Q2差值的绝对值是否在误差范围之内，对于在误差范围之内的情况，则判定将Q2作为液晶面板的亮度校准调节量，反之，则将Q4作为液晶面板的亮度校准调节量。

一种基于环境信息的液晶面板智能调节方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在数据采集模块中，通过光照强度传感器及摄像头对液晶面板周边的环境信息进行采集；

S2、通过环境信息提取模块对数据采集模块中采集的环境信息进行提取；

S3、在环境信息处理模块中，根据获取的环境信息初步预估出液晶面板亮度及对比度的调节量；

S4、通过调节量校准模块对环境信息处理模块中初步预估的液晶面板的调节量进行校准，得到液晶面板的校准调节量；

S5、在智能调节模块中，根据调节量校准模块得到的液晶面板的校准调节量对液晶面板的亮度及对比度进行调节。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明不同于传统的液晶面板调节系统，从光照环境及人物与液晶面板之间的距离对液晶面板显示的影响进行考虑，通过获取液晶面板的前后光照强度及液晶面板前方人物信息对液晶面板的亮度及对比度进行调节，该调节方式更加全面，考虑到了液晶面板所处环境中光源对液晶面板显示的影响，使得液晶面板的调节效果更好，用户使用满意度更高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统中图像信息提取模块通过图像识别获取图像中的人物信息的方法的流程示意图；

图3是本发明一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统中调节系数校准模块根据数据库中存储的历史数据对调节系数集合中的各个调节系数进行校准的方法的流程示意图；

图4是本发明一种基于环境信息的液晶面板智能调节方法的流程示意图。

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做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。

请参阅图1-图4，本发明提供技术方案：一种基于环境信息的液晶面板智能调节系统，包括：

所述数据采集模块采集的环境数据包括光照强度传感器获取的各个光照强度数据及摄像头采集的各个画面信息，

所述环境信息提取模块包括光照强度信息提取模块及图像信息提取模块，

图像信息提取模块通过图像识别获取图像中的人物信息的方法包括以下步骤：

所述环境信息处理模块包括预处理模块、亮度调节量预估模块及对比度调节量预估模块，

所述预处理模块对获取的环境信息进行预处理的方法包括以下步骤：

S2.1、计算A2与A1的差值，将所得结果记为B1；

S2.2、计算A2与A31的差值，将所得结果记为B2；

S2.3、计算A33的余弦值的倒数，将所得倒数与1的差记为B3；

本实施例中当液晶面板后方存在一个光源时，由于液晶面板的遮挡效应，液晶面板背面的光照强度会比液晶面板正面的光照强度高，且光源发出的光线照射到液晶面板前方观看的人物时，会对人物的观看效果造成影响，在这种情况下，就需要调高对液晶面板的亮度及对比度；

同时，在光源发出的光线照射到液晶面板前方观看的人物时，照片中人脸部分的亮度反应出光线照射到人脸时反射的光照强度，即人脸所处的光照强度，当人脸所处的光照强度大于液晶面板正面的光照强度时，相当于人从较亮处看较暗处，会对人物的观看效果造成影响，因此此时也需要调高液晶面板的亮度及对比度。

进而B3为A33的余弦值的倒数与1的差。

所述亮度调节量预估模块根据第一集合初步预估出当前时间液晶面板的亮度调节量的方法包括以下步骤：

S3.1、获取第一集合中各个元素分别对应的值；

S3.3、初步预估出当前时间液晶面板的亮度调节量Q1，所述

S4.1、获取第一集合中各个元素分别对应的值；

S4.2、查询数据库，得到调节系数集合；

S4.3、初步预估出当前时间液晶面板的对比度调节量Q2，

所述

本实施例中若第一集合为{x1，x2，x3，x4}，

调节系数集合为{y1，y2，y3，y4，y5，y6，y7，y8}，

则初步预估出当前时间液晶面板的亮度调节量

Q1＝x1*y1+x2*y2+x3*y3+x4*y4；

则初步预估出当前时间液晶面板的对比度度调节量

Q2＝x1*y5+x2*y6+x3*y7+x4*y8。

所述调节量校准模块包括调节系数校准模块及调节量校准模块，

本实施例中若第一集合为{x1，x2，x3，x4}，

则第三集合为{x1，x2，x3，x4，x1，x2，x3，x4}。

S5.2、分别计算m1为不同值且m＝m1时的Dm*Em1；

当存在Em1-Em1_k1＝0的情况时，则

当不存在Em1-Em1_k1＝0的情况时，

则

且m＝m1。

本实施例中若第一集合为{x1，x2，x3，x4}，

调节系数集合为{y1，y2，y3，y4，y5，y6，y7，y8}，

则得到的第四集合为{x1*y1，x2*y2，x3*y3，x4*y4，x1*y5，x2*y6，x3*y7，x4*y8}；

若本实施例中选取第四集合中第2个元素对应值x2*y2，x2*y2在历史数据前3个第四集合中对应元素位置的值分别为x2₁*y2₁、x2₂*y2₂、x2₃*y2₃，

x2₁*y2₁在历史数据中调节系数集合中对应元素相应的调节系数为y2₁，在历史数据中第三集合中对应元素为x2₁，

x2₂*y2₂在历史数据中调节系数集合中对应元素相应的调节系数为y2₂，在历史数据中第三集合中对应元素为x2₂，

x2₃*y2₃在历史数据中调节系数集合中对应元素相应的调节系数为y2₃，在历史数据中第三集合中对应元素为x2₃，

当存在x2-x2₁＝0或x2-x2₂＝0或x2-x2₃＝0时，则

当不存在x2-x2₁＝0且x2-x2₂＝0且x2-x2₃＝0时，

则

计算

是为了得到Fm1对应的调节系数与历史调节系数相应的偏差值，计算

是为了得到历史调节系数的平均值。

所述调节量校准模块得到液晶面板的校准调节量的方法包括以下步骤：

S6.1、获取校准后的调节系数集合；

S6.3、将Q3与Q1差值的绝对值与第一阈值进行比较，

S6.4、将Q4与Q2的差值与第二阈值进行比较，

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。