CN114885142A - 一种投影设备及调节投影亮度方法 - Google Patents

Abstract

本申请一些实施例提供的一种投影设备及调节投影亮度方法，本申请通过获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据，计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。其中，障碍物数据根据距离数据和投影距离计算获得，投影距离为距离传感器与投影面之间的距离。如果图像差异数据大于差异阈值，和/或障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低光源的亮度。进而，在投影设备中没有设置红外传感器的场景下，控制降低光源的亮度，避免出现用户直视光源的情况。因此，不会对用户的眼睛产生损伤，提升用户的使用体验。

Description

一种投影设备及调节投影亮度方法

技术领域

本申请涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种投影设备及调节投影亮度方法。

背景技术

投影设备是一种可以将图像或视频投射到屏幕上的显示设备。投影设备可以将特定颜色的激光光线通过光学透镜组件的折射作用，投射到屏幕上形成具体影像。基于投影设备的便携性，用户能够在投影过程中对其进行移动，以使图像或视频投影至不同方向。

通常，为了避免光源灼伤用户眼睛的意外发生，投影设备中的红外传感器会实时检测激光发射区域。如果用户靠近激光发射区域，投影设备则会调低光源的投影亮度，以达到保护人眼的效果。

然而，如果投影设备中不设有红外传感器，则无法检测用户是否在激光发射区域内活动，进而无法触发调节投影亮度操作。这样，会出现用户直视光源的情况，容易对用户的眼睛产生损伤，降低用户的使用体验。

发明内容

本申请一些实施例中提供了一种投影设备及调节投影亮度方法，以解决在投影设备中不设有红外传感器，则无法检测用户是否在激光发射区域内活动，进而无法触发调节投影亮度操作的问题。

一方面，本申请一些实施例中提供一种投影设备，包括：光源；距离传感器，被配置为采集距离数据；加速度传感器，被配置为采集加速度数据；光机，被配置为投射播放内容至投影面中的投影区域；相机，被配置为拍摄所述投影面中对应的图像；控制器，被配置为：

获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据；所述障碍物数据根据所述距离数据和投影距离计算获得，所述投影距离为所述距离传感器与所述投影面之间的距离；

计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据；

如果所述图像差异数据大于差异阈值，和/或所述障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或所述距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低所述光源的亮度；所述有效距离范围根据所述距离传感器和所述投影面的设置位置设定。

另一方面，本申请的一些实施例中还提供一种调节投影亮度方法，应用于投影设备，所述投影设备包括光源、距离传感器、加速度传感器、光机、相机以及控制器；所述调节投影亮度方法具体包括以下步骤：

获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据；所述障碍物数据根据所述距离数据和投影距离计算获得，所述投影距离为所述距离传感器与所述投影面之间的距离；

计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据；

如果所述图像差异数据大于差异阈值，和/或所述障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或所述距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低所述光源的亮度；所述有效距离范围根据所述距离传感器和所述投影面的设置位置设定。

由以上技术方案可知，本申请一些实施例提供的一种投影设备及调节投影亮度方法，通过获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据，计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。其中，所述障碍物数据根据所述距离数据和投影距离计算获得，所述投影距离为所述距离传感器与所述投影面之间的距离。如果所述图像差异数据大于差异阈值，和/或所述障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或所述距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低光源的亮度。进而，在投影设备中不设有红外传感器的场景下，控制降低光源的亮度，避免出现用户直视光源的情况。因此，不会对用户的眼睛产生损伤，提升用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例中投影设备投影摆放状态示意图；

图2为本申请实施例中投影设备光路示意图；

图3为本申请实施例中投影设备的电路架构示意图；

图4为本申请实施例中投影设备结构示意图；

图5为本申请实施例中投影设备的镜头结构示意图；

图6为本申请实施例中投影设备的距离传感器和相机结构示意图；

图7为本申请实施例中投影设备实现显示控制的系统框架示意图；

图8为本申请实施例中投影设备触发调节投影亮度的示意图；

图9为本申请实施例中投影面中一种扩展区域的示意图；

图10为本申请实施例中投影面中另一种扩展区域的示意图；

图11为本申请实施例中投影面中另一种扩展区域的示意图；

图12为本申请实施例中投影设备以及投影面的场景示意图；

图13为本申请实施例中确定投影设备状态的流程示意图；

图14为本申请实施例中退出护眼过程的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其他组件。

术语“模块”是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

本申请实施例可以应用于各种类型的投影设备。下文中将以投影设备为例，对投影设备以及自动调焦方法进行阐述。

投影设备是一种可以将图像或视频投射到屏幕上的设备，投影设备可以通过不同的接口同计算机、广电网络、互联网、VCD(Video Compact Disc：视频高密光盘)、DVD(Digital Versatile Disc Recordable：数字化视频光盘)、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影设备广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所等。

图1示出了本申请一实施例投影设备的摆放状态示意图，图2示出了本申请一实施例投影设备光路示意图。

在一些实施例中，参考图1-2，本申请一些实施例提供的一种投影设备包括投影屏幕1和投影设备2。投影屏幕1固定于第一位置上，投影设备2放置于第二位置上，使得其投影出的画面与投影屏幕1吻合。投影设备2包括激光光源100，光机200，镜头300，投影介质400。其中，激光光源100为光机200提供照明，光机200对光源光束进行调制，并输出至镜头300进行成像，投射至投影介质400形成投影画面。

在一些实施例中，投影设备2的激光光源100包括激光器组件110和光学镜片组件120，激光器组件110发出的光束可透过光学镜片组件120进而为光机提供照明。其中，例如，光学镜片组件120需要较高等级的环境洁净度、气密等级密封；而安装激光器组件的腔室可以采用密封等级较低的防尘等级密封，以降低密封成本。

在一些实施例中，投影设备2的光机200可实施为包括蓝色光机、绿色光机、红色光机，还可以包括散热系统、电路控制系统等。需要说明的是，在一些实施例中，投影设备2的发光部件还可以通过LED光源实现。

图3示出了本申请一实施例投影设备的电路架构示意图。在一些实施例中，该投影设备2可以包括显示控制电路10、激光光源20、至少一个激光器驱动组件30以及至少一个亮度传感器40，该激光光源20可以包括与至少一个激光器驱动组件30一一对应的至少一个激光器。其中，该至少一个是指一个或多个，多个是指两个或两个以上。

基于该电路架构，投影设备2可以实现自适应调整。例如，通过在激光光源20的出光路径中设置亮度传感器40，使亮度传感器40可以检测激光光源的第一亮度值，并将第一亮度值发送至显示控制电路10。

该显示控制电路10可以获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，并在确定该激光器的第二亮度值与该激光器的第一亮度值的差值大于差值阈值时，确定该激光器发生COD故障；则显示控制电路可以调整激光器的对应的激光器驱动组件的电流控制信号，直至该差值小于等于该差值阈值，从而消除该蓝色激光器的COD故障；该投影设备2能够及时消除激光器的COD故障，降低激光器的损坏率，提高投影设备2的图像显示效果。

图4示出了本申请一实施例投影设备的结构示意图。

在一些实施例中，该投影设备2中的激光光源20可以包括独立设置的蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203，该投影设备2也可以称为三色投影设备，蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203均为模块轻量化(Mirai Console Loader，MCL)封装激光器，其体积小，利于光路的紧凑排布。

在一些实施例中，控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random AccessMemory，RAM)，ROM(Read-Only Memory，ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。

在一些实施例中，投影设备2启动后可以直接进入上次选择的信号源的显示界面，或者信号源选择界面，其中信号源可以是预置的视频点播程序，还可以是HDMI接口，直播电视接口等中的至少一种，用户选择不同的信号源后，投影机可以显示从不同信号源获得的内容。

在一些实施例中，投影设备2可以配置相机，相机用于和投影设备2协同运行，以实现对投影过程的调节控制。例如，投影设备2配置的相机可具体实施为3D相机，或双目相机；在相机实施为双目相机时，具体包括左相机以及右相机；双目相机可获取投影设备2对应的幕布，即投影面所呈现的图像及播放内容，该图像或播放内容由投影设备2内置的光机进行投射。

其中，相机可以用于拍摄投影面中显示的图像，可以是摄像头。摄像头可以包括镜头组件，镜头组件中设有感光元件和透镜。透镜通过多个镜片对光线的折射作用，使景物的图像的光能够照射在感光元件上。感光元件可以根据摄像头的规格选用基于电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体的检测原理，通过光感材料将光信号转化为电信号，并将转化后的电信号输出成图像数据。

图5示出了在一些实施例中投影设备2的镜头结构示意图。为了支持投影设备2的自动调焦过程，如图5所示，投影设备2的镜头300还可以包括光学组件310和驱动马达320。其中，光学组件310是由一个或多个透镜组成的透镜组，可以对光机200发射的光线进行折射，使光机200发出的光线能够透射到投影面上，形成透射内容影像。

光学组件310可以包括镜筒以及设置在镜筒内的多个透镜。根据透镜位置是否能够移动，光学组件310中的透镜可以划分为移动镜片311和固定镜片312，通过改变移动镜片311的位置，调整移动镜片311和固定镜片312之间的距离，改变光学组件310整体焦距。因此，驱动马达320可以通过连接光学组件310中的移动镜片311，带动移动镜片311进行位置移动，实现自动调焦功能。

需要说明的是，本申请部分实施例中所述的调焦过程是指通过驱动马达320改变移动镜片311的位置，从而调整移动镜片311相对于固定镜片312之间的距离，即调整像面位置，因此光学组件310中镜片组合的成像原理，所述调整焦距实则为调整像距，但就光学组件310的整体结构而言，调整移动镜片311的位置等效于调节光学组件310的整体焦距调整。

当投影设备2与投影面之间相距不同距离时，需要投影设备2的镜头调整不同的焦距从而在投影面上透射清晰的图像。而在投影过程中，投影设备2与投影面的间隔距离会受用户的摆放位置的不同而需要不同的焦距。因此，为适应不同的使用场景，投影设备2需要调节光学组件310的焦距。

图6示出了在一些实施例中距离传感器和相机结构示意图。如图6所示，投影设备2还可以内置或外接相机700，相机700可以对投影设备2投射的画面进行图像拍摄，以获取投影内容图像。投影设备2再通过对投射内容图像进行清晰度检测，确定当前镜头焦距是否合适，并在不合适时进行焦距调整。基于相机700拍摄的投影内容图像进行自动调焦时，投影设备2可以通过不断调整镜头位置并拍照，并通过对比前后位置图片的清晰度找到调焦位置，从而将光学组件中的移动镜片311调整至合适的位置。例如，控制器500可以先控制驱动马达320将移动镜片311调焦起点位置逐渐移动至调焦终点位置，并在此期间不断通过相机700获取投影内容图像。再通过对多个投影内容图像进行清晰度检测，确定清晰度最高的位置，最后控制驱动马达320将移动镜片311从调焦终端调整到清晰度最高的位置，完成自动调焦。

通常，为了避免光源灼伤用户眼睛的意外发生，投影设备中会设有红外传感器，通过红外传感器实时检测激光发射区域。如果用户靠近激光发射区域，投影设备2则会调低光源的投影亮度，以达到保护人眼的效果。然而，如果投影设备中不设有红外传感器，则无法检测用户是否在激光发射区域内活动。

因此，本申请一些实施例提供的了一种投影设备，本申请一些实施例提供的投影设备2包括：光源、光机、距离传感器、加速度传感器、相机以及控制器。其中，距离传感器被配置为采集距离数据；加速度传感器被配置为采集加速度数据；光机被配置为投射播放内容至投影面中的投影区域；相机被配置为拍摄投影面中对应的图像。

本申请一些实施例提供的投影设备2可以通过在距离数据传感器、相机所采集数据触发任一预设条件时，控制器将控制光源降低显示亮度。因此，通过调节投影亮度也就是降低光源的亮度，避免用户出现在激光发射区域时光源对人眼造成损害。需要说明的是，调节投影亮度的过程也就是护眼过程。为便于描述此处光源为上述的激光光源20。

图7示出了本申请一实施例投影设备实现显示控制的系统框架示意图。

在一些实施例中，投影设备2具备长焦微投的特点，其控制器通过预设算法可对投影光图像进行显示控制，以实现显示画面自动梯形校正、自动入幕、自动避障、自动调焦以及防射眼等功能。

在一些实施例中，投影设备2配置有陀螺仪传感器；设备在移动过程中，陀螺仪传感器可感知位置移动并主动采集移动数据；然后通过系统框架层将已采集数据发送至应用程序服务层，支撑用户界面交互、应用程序交互过程中所需应用数据，采集数据还可用于控制器在算法服务实现中的数据调用。

在一些实施例中，投影设备2配置有飞行时间传感器，在飞行时间传感器采集到相应数据后，所述数据将被发送至服务层对应的飞行时间服务；上述飞行时间服务获取数据后，将采集数据通过进程通信框架发送至应用程序服务层，数据将用于控制器的数据调用、用户界面、程序应用等交互使用。

在一些实施例中，投影设备2配置有用于采集图像的相机，所述相机可实施为双目相机、深度相机或3D相机等；相机采集数据将发送至摄像头服务，然后由摄像头服务将采集图像数据发送至进程通信框架和/或投影设备校正服务；所述投影设备校正服务可接收摄像头服务发送的相机采集数据，控制器针对所需实现的不同功能可在算法库中调用对应的控制算法。

在一些实施例中，通过进程通信框架、与应用程序服务进行数据交互，然后经进程通信框架将计算结果反馈至校正服务；校正服务将获取的计算结果发送至投影设备操作系统，以生成控制信令，并将控制信令发送至光机控制驱动以控制光机工况、实现显示图像的自动校正。

在一些实施例中，投影设备2被配置为儿童观影模式时，控制器将自动开启防射眼开关。在接收加速度传感器发送的位置移动数据或接收其他传感器所采集的异物入侵数据后，控制器将控制投影设备2开启防射眼开关。

在一些实施例中，校正服务向飞行时间传感器发送信令，查询投影设备2当前状态，控制器将接受来自飞行时间传感器的数据反馈。校正服务向进程通信框架发送通知算法服务以启动防射眼流程信令，进程通信框架将从算法库进行服务能力调用以调取对应算法服务，所述算法可包括拍照检测算法、截图画面算法、以及异物检测算法等。所述进程通信框架基于上述算法服务可返回异物检测结果至校正服务；针对返回结果，若达到预设阈值条件，控制器将控制用户界面显示提示信息以及降低显示亮度。需要说明的是，为便于后续描述，将飞行时间传感器(TOF)称为距离传感器。

以下结合图8对本申请一些实施例提供的投影设备触发调节投影亮度的过程进行进一步阐述。

在一些实施例中，图8示出了本申请实施例中投影设备触发调节投影亮度的示意图。参见图8，投影设备2中的控制器被配置为：

S1、获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据，计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。其中，障碍物数据根据距离数据和投影距离计算获得，投影距离为距离传感器与投影面之间的距离。

在一些实施例中，控制器获取通过距离传感器采集当前时刻的投影距离。其中，投影距离为距离传感器与投影面之间的距离。示例性的，投影距离为3.5米。需要说明的是，通常投影设备2在使用过程中，距离传感器和投影面之间的距离是固定的。

在一些实施例中，控制器在根据距离数据和投影距离计算获得障碍物数据的步骤中，删除距离数据中大于投影距离的距离数据，以根据删除后的距离数据生成障碍物数据。

示例性的，控制器通过距离传感器采集的距离数据包括至少一个距离值，距离数据包括1米、1.2米、3米、3.2米、3.3米以及4米。由于投影距离为3.5米，删除距离数据中大于投影距离的距离数据，得到障碍物数据。障碍物数据包括1米、1.2米、3米、3.2米以及3.3米。

在一些实施例中，控制器通过获取预设帧数图像拍摄时刻的距离数据计算得到距离变化数据。示例性的，在距离变化数据中解析到至少一个距离变化值，第一帧数图像拍摄时刻对应的距离值为3.5米，第二帧数图像拍摄时刻对应的距离值为3米。则距离变化值即为|3-3.5|＝0.5米，以根据距离变化值判断后续是否触发护眼过程。

在一些实施例中，控制器通过获取预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据计算得到障碍物变化数据。在计算得到障碍物变化数据的步骤中，在障碍物数据中解析当前帧数对应的障碍物距离和预设帧数对应的障碍物距离。根据范围阈值对当前帧数对应的障碍物距离进行划分生成第一划分数量，以及根据范围阈值对预设帧数对应的障碍物距离进行划分生成第二划分数量；计算第二划分数量与第一划分数量的差值，以根据差值判断后续是否触发护眼过程。

示例性的，在障碍物数据中解析第一帧数对应的障碍物距离和第二帧数对应的障碍物距离。例如，第一帧数对应的障碍物数据包括1米、1.2米、3米、3.2米以及3.3米。第二帧数对应的障碍物数据包括0.5米、0.6米、1米、1.2米、3米、3.2米以及3.3米。范围阈值为0.3米。进而，按照范围阈值将第一帧数对应的障碍物数据划分生成的第一划分数量即为2个。其中，将1米与1.2米划分一起、将3米、3.2米以及3.3米划分一起。同理，按照范围阈值将第二帧数对应的障碍物数据划分生成的第一划分数量即为3个。其中，将0.5米与0.6米划分一起、将1米与1.2米划分一起、将3米、3.2米以及3.3米划分一起。这样，障碍物变化数据为(3-2)＝1个。需要说明的是，本申请提出的第一划分数量和第二划分数量可以理解为当前帧数对应的障碍物数量和预设帧数对应的障碍物数量。因此，可以通过比对当前帧数对应的障碍物数量和预设帧数对应的障碍物数量，得到障碍物变化数量。以根据障碍物变化数量来判断投影区域中是否存有障碍物。

在一些实施例中，距离数据为距离传感器至投影面中投影区域之间的距离。因此，控制器在获取距离传感器采集的距离数据之前，控制器获取基于相机拍摄的投影图像。通过投影图像计算得到投影区域的四个角点与四个边缘中点在光机坐标系下的坐标值。并基于坐标值拟合平面获取投影面与光机的夹角。根据夹角关系获取四个角点与四个边缘中点在投影面的世界坐标系中的对应坐标。接着，利用光机投射校正图像至投影面，获取校正图卡在光机坐标系下的坐标与投影面对应点的坐标，可计算得到单应性矩阵。最后，通过单应性矩阵将投影区域的四个角点与四个边缘中点在光机坐标系下的坐标值转换为对应在相机坐标系下的坐标值。以根据四个角点与四个边缘中点在相机坐标系下的坐标值确定投影区域在投影图像中的位置和区域面积。需要说明的是，本申请中的距离数据包括但不限于距离传感器与投影区域之间的距离，距离数据还可以为距离传感器与在投影面中除投影区域之外的区域的距离。

在一些实施例中，控制器获取预设帧数的图像，采用帧差法对预设帧数的图像计算得到图像差异数据。

在一些实施例中，在进行检测投影面中是否存在障碍物时，即判断用户是否靠近激光发射区域时，用户通常会从投影面中除投影区域之外的区域进入投影区域内。因此，图9示出了本申请实施例中投影面中一种扩展区域的示意图，参见图9，本申请通过在投影区域的四周设置扩展区域，当控制器计算得到图像差异数据的过程中，无需对相机拍摄的投影图像进行全部计算，仅需计算扩展区域中的图像差异数据即可。需要说明的是，本申请仅以在扩展区域中计算图像差异数据、在投影区域中计算距离数据和障碍物数据为示例，可根据实际的计算场景和投影实际环境进行设计。

在一些实施例中，为了确定扩展区域的位置和对应的区域面积，基于上述在拍摄图像中解析投影区域的四个角点与四个边缘中点坐标值。根据坐标值计算得到投影区域的区域面积。基于区域面积和预设比例对投影区域进行缩放，得到缩放后的区域面积。在投影区域的四周设置扩展区域，扩展区域对应的区域面积为缩放后的区域面积。

示例性的，当投影区域的四个角点坐标分别为(2，2)、(4，2)、(4，4)以及(2，4)，预设比例为二分之一时，投影区域的区域面积为2×2＝4平方米。则缩放后的区域面积为4×1/2＝2平方米。在投影区域的四周扩展2平方米，即扩展的2平方米对应扩展区域的面积。需要说明的是，扩展区域的设置可根据投影设备2的实际使用情况和环境情况进行设置。例如，在投影区域的四周平均扩展0.5平方米。或根据预设的扩展面积在投影区域的四周扩展。参见图10，在投影区域宽度方向的扩展面积大于在投影区域高度方向的扩展面积。

图11示出了本申请实施例中投影面中另一种扩展区域的示意图，参见图11，在另一些实施例中，根据坐标值计算得到投影区域的宽度和高度；在投影区域宽度方向的两侧延伸出二分之一宽度，形成延伸宽度区域，以及在投影区域高度方向的两侧延伸出二分之一高度，形成延伸高度区域；基于延伸宽度区域和延伸高度区域生成扩展区域。

示例性的，当投影区域的四个角点坐标分别为(2，2)、(4，2)、(4，4)以及(2，4)时，则延伸出二分之一宽度d1为2×1/2＝1米，则延伸出二分之一高度d2为2×1/2＝1米。这样，在投影区域宽度和高度方向的两侧分别进行区域延伸，扩展区域为投影区域四周的“回”形区域。

在一些实施例中，控制器还被配置为：在图像差异数据中解析扩展区域的差异图像。对差异图像依次进行灰度处理和二值化处理，得到二值化图像；其中，二值化图像包括第一类像素点和第二类像素点，第一类像素点在二值化图像的数值为表示前景的第一数值，第二类像素点在二值化图像的数值为表示背景的第二数值。根据第一类像素点所在的区域生成前景区域，以及根据第二类像素点所在的区域生成背景区域。计算前景区域的区域面积和背景区域的区域面积，得到二值化图像的图像面积。最后，计算前景区域的区域面积与二值化图像的图像面积的比值，进而，通过比值判断后续是否触发护眼过程。

需要说明的是，上述仅以获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据，计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据为示例。还可以通过获取对应帧数对应的预设时间内的图像、障碍物数据以及距离数据，计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。还可以进行预设时间间隔，获取多次图像、障碍物数据以及距离数据。例如，获取第一时刻和第二时刻的图像、障碍物数据以及距离数据，计算得到第二时刻相对于第一时刻的图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。间隔ɑ时间，获取第三时刻和第四时刻的图像、障碍物数据以及距离数据，计算得到第四时刻相对于第三时刻的图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。以根据实时检测的图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据触发护眼过程。

S2、如果图像差异数据大于差异阈值，和/或障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低光源的亮度，其中，有效距离范围根据距离传感器和投影面的设置位置设定。

为了考虑预设帧数图像拍摄时刻的距离数据波动较大以及距离传感器的有效作用范围，在一些实施例中，在计算得到距离变化数据的步骤之后，根据距离传感器的设定位置设定近端阈值；根据上述投影面的设置位置设定远端阈值。基于近端阈值和远端阈值确定有效距离范围。有效距离范围根据距离传感器和投影面的设置位置设定。

示例性的，距离传感器和投影面之间设置的最近距离为0.02米，即近端阈值为0.02米。距离传感器和投影面之间设置的最远距离为3米，即远端阈值为3米。进而，有效距离范围即为0.02米-3米。

在一些实施例中，在距离变化数据中解析预设帧数图像相对于当前帧图像的距离变化值。如果距离变化值大于近端阈值，且距离变化值小于远端阈值，则控制降低光源的亮度。

示例性的，基于上述近端阈值为0.02米，远端阈值为3米。如果距离变化值为0.5米，0.5米大于0.02米且小于3米，则触发护眼过程即控制降低光源的亮度。如果距离变化值小于0.02米或大于3米，则不位于距离传感器的有效作用范围内，即不触发护眼过程。

在一些实施例中，基于获取的障碍物变化数据，如果障碍物变化数量大于障碍物阈值，则触发护眼过程即控制降低光源的亮度。

示例性的，障碍物阈值为0。若当前时刻的障碍物数量大于前一时刻的障碍物数量，则说明障碍物变化数量大于0，即可控制光机降低亮度。

在一些实施例中，基于上述图像差异数据，如果比值大于差异阈值，则触发护眼过程即控制降低光源的亮度。

示例性的，差异阈值为0.1。如果前景区域的区域面积与二值化图像的图像面积的比值大于0.1，即可控制光机降低亮度。

随着投影距离的变化，为了更精准的检测扩展区域的图像变化。在一些实施例中，控制器还被配置为：建立映射关系表，映射关系表包括投影距离与差异阈值的映射关系。根据映射关系表查询到投影距离对应的差异阈值。基于映射关系表，可以通过投影距离来判断当前投影下的差异阈值大小。在映射关系表中，随着投影距离的增加，扩展区域中的差异阈值也随之增加。因此，通过建立映射关系表，可以避免当投影距离较远时，如果出现微小环境变化仍触发护眼过程的情况，提高了用户的使用体验。

图12示出了本申请实施例中投影设备以及投影面的场景示意图。参见图12，当投影面为幕布且幕布相对于投影设备2的另一侧具有空隙的场景下，投影设备2将播放内容投射至幕布中，幕布的一侧设置有投影设备2，另一侧具有空隙。示例性的，幕布设置在投影设备2和墙壁之间，此时幕布相对于投影设备2的另一侧空隙。由此可知，幕布与墙布之间具有一定距离D。因此，如果在空隙中出现障碍物同时障碍物经过幕布中的扩展区域时，控制器无需触发护眼过程。因此，为了确保检测扩展区域是否真实符合护眼过程的触发机制。若图像差异数据大于差异阈值且距离变化数据基本无变化时，即使距离变化数据在有效距离范围内，则判断障碍物处于投影面后侧即相对于投影设备2的另一侧。进而，控制器不触发护眼过程。若图像差异数据大于差异阈值且距离变化数据在有效距离范围内，控制器则触发护眼过程。

为了保证护眼过程的顺利进行，在触发护眼过程之前需确定投影设备处于静止状态。在一些实施例中，图13示出了本申请实施例中确定投影设备状态的流程示意图。参见图13，控制器在控制降低光源的亮度的步骤之前，获取加速度传感器采集的加速度数据。如果加速度数据小于预设加速度阈值，则执行降低光源的亮度的过程。

示例性的，控制器实时监测并接收陀螺仪传感器即加速度传感器采集的加速度数据。其中，加速度数据包括三个轴坐标(X、Y及Z轴)上的加速度数据。由于加速度数据表示三个轴坐标方向上采集的加速度数据，当其中一个轴上的加速度数据变化时，说明在该轴坐标方向上，投影设备2发生位移。因此，可通过判断加速度数据三个轴方向上的数据确定投影设备2是否发生移动。接着，将三个轴坐标方向的加速度数据转换为角速度数据，通过角速度数据判定投影设备2在三个轴坐标方向上的移动角度。这样，控制器通过获取上一次采集的加速度数据以及当前采集的加速度数据，计算当前采集地相对于上一次采集的加速度变化数据。基于加速度变化数据确定投影设备2在三个轴坐标方向上的移动角度。如果在三个轴坐标方向上的移动角度均小于预设加速度阈值，则判定投影设备2处于静止状态，即可触发护眼过程。

为了更加精确地判定投影设备是否真正处于静止状态，如果加速度数据小于预设加速度阈值，控制器还被配置为：基于预设时长获取第一时刻的加速度数据和第二时刻的加速度数据；其中，第二时刻与第一时刻之间间隔预设时长。根据第二时刻相对于第一时刻的加速度变化数据，基于加速度变化数据计算投影设备2的移动角度，以根据移动角度再次判定投影设备2是否处于静止状态。则同上述可以继续多次获取不同时刻的加速度数据，以确定投影设备2处于静止状态。如果投影设备2处于静止状态，控制器根据加速度数据计算投影设备2的移动角度，触发护眼过程，在此不再赘述。

为了提升用户的使用体验，本申请一些实施例提供一种退出护眼过程的触发逻辑。参见图14，控制器在控制降低光源亮度的过程中，如果第一差异数据小于差异阈值，且第二差异数据大于差异阈值，和/或障碍物变化数据小于障碍物阈值，和/或距离变化数据未在预设范围内，则触发退出护眼过程。其中，第一时刻为触发降低所述光源的亮度之前的时刻，第二时刻为触发降低光源的亮度之后的时刻；当前时刻为第二时刻之后的时刻。

在一些实施例中，控制器在控制降低光源的亮度的步骤中，获取第一时刻和第二时刻对应的距离数据以及第二时刻对应的障碍物数据；其中，第一时刻为触发降低光源的亮度之前的时刻，第二时刻为触发降低光源的亮度之后的时刻。获取当前时刻的距离数据和障碍物数据，其中，当前时刻为第二时刻之后的时刻。根据当前时刻的距离数据以及第一时刻和第二时刻对应的距离数据，计算得到当前时刻相对于第一时刻和第二时刻的距离变化数据。根据当前时刻的障碍物数据和第二时刻对应的障碍物数据，计算得到当前时刻相对于第二时刻的障碍物变化数据。如果距离变化数据在预设范围内，和/或障碍物变化数据大于等于障碍物阈值，则控制光源维持在降低亮度后的状态运行。

因此，同上述根据当前时刻的距离数据和第一时刻对应的距离数据，计算得到当前时刻相对于第一时刻的距离变化数据。在距离变化数据中解析距离变化值，如果距离变化值在预设范围内，说明当前时刻在投影区域仍存有障碍物，则控制光源维持在降低亮度后的状态运行。同理，根据当前时刻的距离数据和第二时刻对应的距离数据，计算得到当前时刻相对于第二时刻的距离变化数据。以根据第二时刻的距离变化数据判断是否触发退出护眼过程。

在当前时刻的障碍物数据以及第二时刻对应的障碍物数据中以及解析得到当前时刻的障碍物数量以及第二时刻对应的障碍物数量。通过比对当前时刻的障碍物数量和第二时刻对应的障碍物数量，得到障碍物变化数量。示例性的，障碍物阈值为0。如果障碍物变化数量大于等于障碍物阈值，即当前时刻的障碍物数量大于等于第二时刻对应的障碍物数量，说明当前时刻的障碍物数量相对于第二时刻的障碍物数量只增不减。进而，当前时刻在投影区域仍有障碍物，则控制光源维持在降低亮度后的状态运行。反之，如果当前时刻在投影区域不存有障碍物，则退出护眼过程，即控制光源维持在降低亮度前的状态运行。

在一些实施例中，控制器还被配置为获取相机在第一时刻、第二时刻以及当前时刻拍摄的图像；计算当前时刻的图像相对于第一时刻的图像的第一差异数据，以及当前时刻的图像相对于第二时刻的图像的第二差异数据。如果第一差异数据大于差异阈值，且第二差异数据小于差异阈值，则控制光源维持在降低亮度后的状态运行。

因此，同上述在第一差异数据中解析第一差异图像，并对第一差异图像依次进行灰度处理和二值化处理，得到二值化图像。提取出二值化图像中的前景区域和背景区域，并计算前景区域的区域面积与二值化图像的图像面积的第一比值。同理，在第二差异数据中解析第二差异图像，并对第二差异图像依次进行灰度处理和二值化处理，得到二值化图像。提取出二值化图像中的前景区域和背景区域，并计算前景区域的区域面积与二值化图像的图像面积的第二比值。如果第一比值大于差异阈值，且第二比值小于差异阈值，则说明扩展区域内仍存在障碍物，控制器则需控制光源维持在降低亮度后的状态运行。反之，如果第一比值小于差异阈值，且第二比值大于差异阈值，则说明扩展区域内不存在障碍物。进而退出护眼过程。

在一些实施例中，控制器还被配置为：获取所述相机在第一时刻、第二时刻以及当前时刻拍摄的图像；计算当前时刻的图像相对于所述第一时刻的图像的第一相似度值，以及当前时刻的图像相对于所述第二时刻的图像的第二相似度值；如果所述第一相似度值小于相似度阈值，且所述第二相似度值大于所述相似度阈值，则控制所述光源维持在降低亮度后的状态运行。

示例性的，控制器获取两帧的图像，如当前时刻的图像和第一时刻的图像。并计算当前时刻的图像相对于第一时刻的图像的第一相似度值。同时，控制器获取第二时刻的图像，并计算当前时刻的图像相对于第二时刻的图像的第二相似度值。此时，如果第一相似度值小于相似度阈值，且第二相似度值大于相似度阈值，则说明当前时刻的图像与第一时刻的图像的相似度较小，与第二时刻的图像的相似度较大。由于第一时刻为触发降低所光源的亮度之前的时刻，而第二时刻为触发降低光源的亮度之后的时刻，因此当前时刻的图像与触发降低光源的亮度之后的图像更相似。这样，即可说明当前时刻的图像中仍存在障碍物，需控制光源维持在降低亮度后的状态运行。反之，如果第一相似度值大于相似度阈值，且第二相似度值小于相似度阈值，则说明当前时刻的图像中不存在障碍物，则需退出护眼过程。

需要说明的是，上述对比不同时刻图像的相似度值的实现方式包括并不限于用于退出护眼过程中，还可以用于触发护眼过程中。本申请实施例不对上述实现方式的具体执行目的进行具体限定，可根据具体投影设备对应的设备状态进行设置，且均在本申请实施例的保护范围内。

在一些实施例中，控制器在控制降低光源亮度的过程中，获取加速度传感器采集的加速度数据。如果加速度数据大于预设加速度阈值，则控制光源维持在降低亮度前的状态运行。同上述控制器通过获取上一次采集的加速度数据以及当前采集的加速度数据，计算当前采集地相对于上一次采集的加速度变化数据。基于加速度变化数据确定投影设备2在三个轴坐标方向上的移动角度。如果在三个轴坐标方向上的移动角度均大于预设加速度阈值，则判定投影设备2处于移动状态。如果此时退出护眼过程很有可能照射到环境内用户，因此为避免对用户造成伤害，控制器需控制光源维持在降低亮度前的状态运行。需要说明的是，如果此时判定投影设备2处于静止状态，控制器则触发退出护眼过程，并投射倒计时提示信息至投影区域，以提醒用户投影设备2即将自动退出护眼模式。

由以上技术方案可知，本申请一些实施例中提供的一种投影设备，控制器通过获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据，计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据。其中，障碍物数据根据距离数据和投影距离计算获得，投影距离为距离传感器与投影面之间的距离。如果图像差异数据大于差异阈值，和/或障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低光源的亮度。进而，在投影设备中不设有红外传感器的场景下，通过检测投影距离以及识别投影画面的变化，触发护眼过程即调节投影亮度，避免出现用户直视光源的情况，提升用户的使用体验。

在一些实施例中，本申请还提供了一种调节投影亮度方法，其特征在于，应用于投影设备2，投影设备2包括光源、距离传感器、加速度传感器、光机、相机以及控制器；调节投影亮度方法具体包括以下步骤：

获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据；障碍物数据根据距离数据和投影距离计算获得，投影距离为距离传感器与投影面之间的距离；

计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据；

如果图像差异数据大于差异阈值，和/或障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低光源的亮度；有效距离范围根据距离传感器和投影面的设置位置设定。

在一些实施例中，方法还包括：在控制降低光源的亮度的步骤中，获取第一时刻和第二时刻对应的距离数据以及第二时刻对应的障碍物数据；其中，第一时刻为触发降低光源的亮度之前的时刻，第二时刻为触发降低光源的亮度之后的时刻；

获取当前时刻的距离数据和障碍物数据，其中，当前时刻为第二时刻之后的时刻；

根据当前时刻的距离数据以及第一时刻和第二时刻对应的距离数据，计算得到当前时刻相对于第一时刻和第二时刻的距离变化数据；

根据当前时刻的障碍物数据和第二时刻对应的障碍物数据，计算得到当前时刻相对于第二时刻的障碍物变化数据；

如果距离变化数据在预设范围内，和/或障碍物变化数据大于等于障碍物阈值，则控制光源维持在降低亮度后的状态运行。

在一些实施例中，方法还包括：获取相机在第一时刻、第二时刻以及当前时刻拍摄的图像；

计算当前时刻的图像相对于第一时刻的图像的第一差异数据，以及当前时刻的图像相对于第二时刻的图像的第二差异数据；

如果第一差异数据大于差异阈值，且第二差异数据小于差异阈值，则控制光源维持在降低亮度后的状态运行。

在一些实施例中，方法还包括：获取所述相机在第一时刻、第二时刻以及当前时刻拍摄的图像；计算当前时刻的图像相对于所述第一时刻的图像的第一相似度值，以及当前时刻的图像相对于所述第二时刻的图像的第二相似度值；如果所述第一相似度值小于相似度阈值，且所述第二相似度值大于所述相似度阈值，则控制所述光源维持在降低亮度后的状态运行。

在一些实施例中，方法还包括：在根据距离数据和投影距离计算获得障碍物数据的步骤中，获取投影距离；

删除距离数据中大于投影距离的距离数据，以根据删除后的距离数据生成障碍物数据。

在一些实施例中，方法还包括：在计算得到障碍物变化数据的步骤中，在障碍物数据中解析当前帧数对应的障碍物距离和预设帧数对应的障碍物距离；

根据范围阈值对当前帧数对应的障碍物距离进行划分生成第一划分数量，以及根据范围阈值对预设帧数对应的障碍物距离进行划分生成第二划分数量；

计算第二划分数量与第一划分数量的差值；

如果差值大于障碍物阈值，则控制降低光源的亮度。

在一些实施例中，方法还包括：建立映射关系表，映射关系表包括投影距离与差异阈值的映射关系；

根据映射关系表查询到投影距离对应的差异阈值。

在一些实施例中，方法还包括：在图像差异数据中解析差异图像；

对差异图像依次进行灰度处理和二值化处理，得到二值化图像；其中，二值化图像包括第一类像素点和第二类像素点，第一类像素点在二值化图像的数值为表示前景的第一数值，第二类像素点在二值化图像的数值为表示背景的第二数值；

根据第一类像素点所在的区域生成前景区域，以及根据第二类像素点所在的区域生成背景区域；

计算前景区域的区域面积和背景区域的区域面积，得到二值化图像的图像面积；

计算前景区域的区域面积与二值化图像的图像面积的比值；

如果比值大于差异阈值，则控制降低光源的亮度。

在一些实施例中，方法还包括：在控制降低光源的亮度的步骤之前，获取加速度传感器采集的加速度数据；

如果加速度数据小于预设加速度阈值，则执行降低光源的亮度的过程。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参照即可，在此不再赘述。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

为了方便解释，已经结合具体的实施方式进行了上述说明。但是，上述示例性的讨论不是意图穷尽或者将实施方式限定到上述公开的具体形式。根据上述的教导，可以得到多种修改和变形。上述实施方式的选择和描述是为了更好地解释原理以及实际的应用，从而使得本领域技术人员更好的使用实施方式以及适于具体使用考虑的各种不同的变形的实施方式。

Claims (10)

1.一种投影设备，其特征在于，包括：

光源；

距离传感器，被配置为采集距离数据；

加速度传感器，被配置为采集加速度数据；

光机，被配置为投射播放内容至投影面中的投影区域；

相机，被配置为拍摄所述投影面中对应的图像；

控制器，被配置为：

获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据；所述障碍物数据根据所述距离数据和投影距离计算获得，所述投影距离为所述距离传感器与所述投影面之间的距离；

计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据；

如果所述图像差异数据大于差异阈值，和/或所述障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或所述距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低所述光源的亮度；所述有效距离范围根据所述距离传感器和所述投影面的设置位置设定。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在控制降低所述光源的亮度的步骤中，获取第一时刻和第二时刻对应的距离数据以及第二时刻对应的障碍物数据；其中，第一时刻为触发降低所述光源的亮度之前的时刻，所述第二时刻为触发降低所述光源的亮度之后的时刻；

获取当前时刻的距离数据和障碍物数据，其中，当前时刻为所述第二时刻之后的时刻；

根据所述当前时刻的距离数据以及所述第一时刻和第二时刻对应的距离数据，计算得到所述当前时刻相对于所述第一时刻和第二时刻的距离变化数据；

根据所述当前时刻的障碍物数据和所述第二时刻对应的障碍物数据，计算得到所述当前时刻相对于所述第二时刻的障碍物变化数据；

如果所述距离变化数据在预设范围内，和/或所述障碍物变化数据大于等于所述障碍物阈值，则控制所述光源维持在降低亮度后的状态运行。

3.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为：

获取所述相机在第一时刻、第二时刻以及当前时刻拍摄的图像；

计算当前时刻的图像相对于所述第一时刻的图像的第一差异数据，以及当前时刻的图像相对于所述第二时刻的图像的第二差异数据；

如果所述第一差异数据大于所述差异阈值，且所述第二差异数据小于所述差异阈值，则控制所述光源维持在降低亮度后的状态运行。

4.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为：

获取所述相机在第一时刻、第二时刻以及当前时刻拍摄的图像；

计算当前时刻的图像相对于所述第一时刻的图像的第一相似度值，以及当前时刻的图像相对于所述第二时刻的图像的第二相似度值；

如果所述第一相似度值小于相似度阈值，且所述第二相似度值大于所述相似度阈值，则控制所述光源维持在降低亮度后的状态运行。

5.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在根据所述距离数据和所述投影距离计算获得所述障碍物数据的步骤中，获取所述投影距离；

删除所述距离数据中大于所述投影距离的距离数据，以根据删除后的所述距离数据生成所述障碍物数据。

6.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为：

在计算得到障碍物变化数据的步骤中，在所述障碍物数据中解析当前帧数对应的障碍物距离和预设帧数对应的障碍物距离；

根据范围阈值对所述当前帧数对应的障碍物距离进行划分生成第一划分数量，以及根据所述范围阈值对所述预设帧数对应的障碍物距离进行划分生成第二划分数量；

计算所述第二划分数量与所述第一划分数量的差值；

如果所述差值大于所述障碍物阈值，则控制降低所述光源的亮度。

7.根据权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

建立映射关系表，所述映射关系表包括所述投影距离与所述差异阈值的映射关系；

根据所述映射关系表查询到所述投影距离对应的所述差异阈值。

8.根据权利要求7所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在所述图像差异数据中解析差异图像；

对所述差异图像依次进行灰度处理和二值化处理，得到二值化图像；其中，所述二值化图像包括第一类像素点和第二类像素点，所述第一类像素点在所述二值化图像的数值为表示前景的第一数值，所述第二类像素点在所述二值化图像的数值为表示背景的第二数值；

根据所述第一类像素点所在的区域生成前景区域，以及根据所述第二类像素点所在的区域生成背景区域；

计算所述前景区域的区域面积和所述背景区域的区域面积，得到所述二值化图像的图像面积；

计算所述前景区域的区域面积与所述二值化图像的图像面积的比值；

如果所述比值大于所述差异阈值，则控制降低所述光源的亮度。

9.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为：

在控制降低所述光源的亮度的步骤之前，获取所述加速度传感器采集的加速度数据；

如果所述加速度数据小于预设加速度阈值，则执行降低所述光源的亮度的过程。

10.一种调节投影亮度方法，其特征在于，应用于投影设备，所述投影设备包括光源、距离传感器、加速度传感器、光机、相机以及控制器；所述调节投影亮度方法具体包括以下步骤：

获取预设帧数的图像、预设帧数图像拍摄时刻的障碍物数据以及距离数据；所述障碍物数据根据所述距离数据和投影距离计算获得，所述投影距离为所述距离传感器与所述投影面之间的距离；

计算得到图像差异数据、障碍物变化数据和距离变化数据；

如果所述图像差异数据大于差异阈值，和/或所述障碍物变化数据大于障碍物阈值，和/或所述距离变化数据在有效距离范围内，则控制降低所述光源的亮度；所述有效距离范围根据所述距离传感器和所述投影面的设置位置设定。

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