CN115512670A - 一种屏幕亮度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种屏幕亮度控制方法，采用光敏电阻连续采样后滤波以获得更加可靠的外界环境亮度；当屏幕亮度时需要改变时，采用平缓非线性的调整方式，越接近目标亮度变化越缓慢，眼睛感觉比较舒适；外界亮度突然变低时屏幕目标亮度不立即变暗，避免遮挡物短暂遮挡造成误判，使亮度反复变化；外界亮度突然变高时屏幕目标亮度紧随调整，避免高亮度环境下看不清屏幕；屏幕亮度为0时关闭屏幕电源，既省电又能提高屏幕寿命。
Description
技术领域
本发明涉及屏幕控制领域，具体而言涉及一种屏幕亮度控制方法。
背景技术
目前家用电器多采用液晶屏幕，尤其是带触控面板的液晶屏幕，其亮度通常保持不变，某些例子里，为了节约能耗，当无人操作的时长达到设定时长阈值时，液晶屏幕会自动关闭或调暗，也有部分电器会跟随外界环境亮度做简单的跟随式调节。但此种亮度控制方法存在以下问题：
第一，当外界亮度突然变高时，屏幕在第一时间很难调节至最佳亮度值，有时会偏暗，尤其是当外界亮度增加幅度较大时。
第二，当外界亮度突然变暗，很难判断是由遮挡引起或者由于真实外界环境亮度的作用，难以正确反应，尤其是针对前者，经常导致屏幕亮度反复变化。
第三，目前的外界亮度通过光敏电阻直接采集而来，在和屏幕亮度做比对时，干扰信号多，信号可靠度低，处理难度较高。
第四，亮度变化较快、幅度较大时，对人眼伤害较大，人眼感觉不舒适，例如，当屏幕突然变亮时，会有刺眼的感觉，当屏幕突然变暗时，会有残留光影。
考虑到家用电器的适用场景和手机、电脑等电子产品不同，除了受到日夜更替等真实自然环境的影响之外，还会因为人类的生活行为(如开关灯、衣物遮挡、移动位置等)导致探测到的外界环境亮度频繁发生更替，目前的跟随式调节方式无疑已无法满足具体需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种屏幕亮度控制方法，采用光敏电阻连续采样后滤波以获得吏加可靠的外界环境亮度；当屏幕亮度时需要改变时，采用平缓非线性的调整方式，越接近目标亮度变化越缓慢，眼睛感觉比较舒适；外界亮度突然变低时屏幕目标亮度不立即变暗，避免遮挡物短暂遮挡造成误判，使亮度反复变化；外界亮度突然变高时屏幕目标亮度紧随调整，避免高亮度环境下看不清屏幕；屏幕亮度为0时关闭屏幕电源，既省电又能提高屏幕寿命。
为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种屏幕亮度控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1：对外界环境亮度值进行初始化处理，根据初始化结果确定j的初始取值；
S2：按照设定采集周期采集外界环境亮度值，对采集数据进行预处理后，与当前时刻屏幕亮度值进行比对，如果处理后的外界环境亮度值大于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S3，如果处理后的外界环境亮度值小于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S4，如果处理后的外界环境亮度值等于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S5；
S3：按照预设的第一屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度，且将j清零，返回步骤S2；
S4：判断j是否达到设定采集次数阈值，如果达到，按照预设的第二屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度，否则，j加1后，重复步骤S2；
S5：将j清零，返回步骤S2。
进一步的实施例中，步骤S1中，所述对屏幕亮度进行初始化处理，根据初始化结果确定j的取值是指：
连续m次采集外界环境亮度值，自最后一次采集开始由后向前统计外界环境亮度值小于当前时刻屏幕亮度的连续次数，将统计出来的连续次数作为j的初始取值；
所述m为大于等于1的正整数。
进一步的实施例中，步骤S2中，所述对采集数据进行预处理是指：
对采集到的外界环境亮度值执行滤波和映射处理。
进一步的实施例中，将采集到的外界环境亮度值映射为0-100范围内的数值。
进一步的实施例中，步骤S3中，所述按照预设的第一屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度的过程包括以下步骤：
S31：按照采集时间由后向前的顺序，选择包括当前采集数据在内的m个连续采集周期的外界环境亮度值，预处理后累加求平均值，将平均值作为目标亮度值；
S32：判断是否处于夜间模式，如果不处于夜间模式，进入步骤S33，否则，进入步骤S34；
S33：在目标亮度值上加设定亮度差值后作为新的目标亮度值，根据预设的第一调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至新的目标亮度值，清除目标亮度值；
S34：根据预设的第一调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至目标亮度值，清除目标亮度值。
进一步的实施例中，步骤S33中，所述预设的第一调整策略包括以下步骤：
S331：判断当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值是否大于等于第一差值阈值，如果大于等于第一差值阈值，按照第一设定调整周期，以第一设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，使其趋近目标亮度值，直至当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值大于第二差值阈值且小于第一差值阈值，进入步骤S332，如果小于第一差值阈值，直接进入步骤S332；
S332：按照第二设定调整周期，以第二设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，直至其与目标亮度值一致。
进一步的实施例中，步骤S4中，所述按照预设的第二屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度的过程包括以下步骤：
S41：按照采集时间由后向前的顺序，选择包括当前采集数据在内的m个连续采集周期的外界环境亮度值，预处理后累加求平均值，将平均值作为目标亮度值；
S42：根据预设的第二调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至目标亮度值，清除目标亮度值。
进一步的实施例中，步骤S42中，所述预设的第二调整策略包括以下步骤：
S421：判断当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值是否大于等于第一差值阈值，如果大于等于第一差值阈值，按照第一设定调整周期，以第一设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，使其趋近目标亮度值，直至当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值大于第二差值阈值且小于第一差值阈值，进入步骤S422，如果小于第一差值阈值，直接进入步骤S422；
S422：按照第二设定调整周期，以第二设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，直至其与目标亮度值一致；
S423：判断当前屏幕亮度是否小于最低亮度阈值，如果小于，切断屏幕电源。
进一步的实施例中，步骤S4中，所述设定采集次数阈值为10次。
进一步的实施例中，所述屏幕的主体包括空气净化器、风扇、空调在内的家用电器。
以上本发明的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：
(1)采用光敏电阻连续采样后滤波以获得更加可靠的外界环境亮度。
(2)当屏幕亮度时需要改变时，采用平缓非线性的调整方式，越接近目标亮度变化越缓慢，眼睛感觉比较舒适。
(3)外界亮度突然变低时屏幕目标亮度不立即变暗，避免遮挡物短暂遮挡造成误判，使亮度反复变化；外界亮度突然变高时屏幕目标亮度紧随调整，避免高亮度环境下看不清屏幕。
(4)屏幕亮度为0时关闭屏幕电源，既省电又能提高屏幕寿命。
(5)将外界环境亮度映射至0-100的数值，简化后续亮度比对和亮度调节算法，适应性广。
(6)在屏幕亮度控制过程中，结合亮度比对结果和显示模式，设置多种不同场景下的亮度控制方式，针对性强。
(7)亮度渐变效果符合人眼视觉审美，不易产生视觉疲劳；稳定的外界亮度获取和特殊的亮度跟随使亮度调节既平稳又能根据外接亮度及时做出反应，不容易出现误判，同时，提高了屏幕使用寿命。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明的屏幕亮度控制方法的流程图。
图2是本发明实施例的屏幕亮度控制过程的流程图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合米使用。
结合图1，本发明提出一种屏幕亮度控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1：对外界环境亮度值进行初始化处理，根据初始化结果确定j的初始取值；
S2：按照设定采集周期采集外界环境亮度值，对采集数据进行预处理后，与当前时刻屏幕亮度值进行比对，如果处理后的外界环境亮度值大于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S3，如果处理后的外界环境亮度值小于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S4，如果处理后的外界环境亮度值等于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S5；
S3：按照预设的第一屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度，且将j清零，返回步骤S2；
S4：判断j是否达到设定采集次数阈值，如果达到，按照预设的第二屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度，否则，j加1后，重复步骤S2；
S5：将j清零，返回步骤S2。
优选的，此处提及的屏幕的主体包括空气净化器、风扇、空调在内的家用电器。
步骤S1中，所述对屏幕亮度进行初始化处理，根据初始化结果确定j的取值是指：
连续m次采集外界环境亮度值，自最后一次采集开始由后向前统计外界环境亮度值小于当前时刻屏幕亮度的连续次数，将统计出来的连续次数作为j的初始取值；所述m为大于等于1的正整数。
以风扇上的显示屏为例，风扇开启后，光敏传感器按照每秒5次的频率对环境亮度进行采集，采集10次后完成初始化过程，这一过程同时也是数据初步积累的过程，完成数据初步积累后进入正式的亮度自动控制阶段。
假设用户在开启风扇后开启了室内灯，风扇屏幕初始亮度为50，而光敏传感器采集到的外界环境亮度分别为10、10、10、10、80、80、80、80、80、80，在下几次采集时，光敏传感器的采集数据仍为80，此时环境亮度大于风扇屏幕亮度，需要将风扇屏幕亮度调高。而相反的，假设用户在开启风扇后关闭了室内灯，风扇屏幕初始亮度为50，光敏传感器采集到的外界环境亮度分别为80、80、80、80、10、10、10、10、10、10，此时j等于6，即使下一次采集到到外界环境亮度仍为10，由于j未达到设定采集次数阈值(例如10)，仍不会进入调暗程序，只有在初始化后连续4次采集到的环境亮度均低于50时，才会结合自此向前的10次采集数值进入调暗程序。
本发明从两个方面对现有技术中的屏幕亮度控制方法做了优化。第一个方面，从外界环境亮度值的采集角度，第二个方面，针对不同外界环境亮度调节方向做不同的设置。
第一个方面，外界环境亮度值的采集
首先，本发明连续多次采集外界环境亮度值，将多次采集到的外界环境亮度值累加后求平均值作为目标亮度值，避免干扰信号导致的信号可靠度低的问题。当需要调亮时，结合包括当前采集数值在内的连续10次采集到的环境亮度进行调节，当外界环境亮度突变时，前述设定还会使屏幕亮度执行连续多次调亮操作，如前述第一个例子中，假设在后续采集过程中的外界环境亮度均为80，第一次调节时目标亮度为59，第二次调节时目标亮度为66，第三次调节时目标亮度为73，第四次调节时目标亮度为80，避免突然大幅度调亮给人眼带来的不舒适感。其次，对采集到到外界环境亮度值进行处理，例如对采集到的m个采集外界环境亮度值执行滤波和映射处理。前者是为了滤除采集信号中的干扰部分，后者是为了将采集到的m个采集外界环境亮度值映射为统一化的数值(例如0-100范围内的数值)，降低了后续处理的难度，同时扩大了该控制方法的适用性，只需要设置电器设备的亮度值的映射规律，即可以将同一套调整算法应用于多种屏幕中。最后，考虑到采集精度和比对精度，前述外界环境亮度值和屏幕亮度值之间的差值设置有误差范围，误差范围根据实际需求变化，也根据屏幕的工作模式变化，例如夜间模式下的误差范围小于非夜间模式下的误差范围。
第二个方面，针对不同调节方向做不同设置
本发明提出，当外界环境亮度值大于屏幕亮度值时，即刻按照预设的第一屏幕亮度控制算法调高屏幕亮度，使人眼可以清楚的观察到屏幕，继而实现对电气设备的操控；而只有在连续多次采集到的外界环境亮度值均小于屏幕亮度值时，才会对屏幕亮度执行调暗操作，一定程度上避免了外界环境亮度短期内发生多次变化带来的亮度频繁调整。例如，外物遮挡导致的环境亮度短期内发生多次变化等。
例如结合图2，在步骤S1中，假设一个电器设备按照每秒5次的采集频率采集对应光敏传感器的探测数值，只有10次内采集到的外界环境亮度值均小于屏幕亮度值时才会进入屏幕亮度调整流程。
如果外界环境亮度值大于屏幕亮度值，说明屏幕亮度值需要调亮，此时为了使用户尽快查看到屏幕内容，需要立刻对屏幕亮度进行调节，并且为了增强用户观感，需要在环境亮度值的基础上增加一个设定亮度差值(如100)，作为目标亮度值，使屏幕亮度略高于环境亮度，使用户看的更加清楚。
如果外界环境亮度值小于屏幕亮度值，说明屏幕亮度值需要调暗，此时为了避免因遮挡带来的反复调节，本发明设置了更加严苛的连续多次采集过程中外界环境亮度均小于屏幕亮度的限制条件，通过更多次(如10次)的外界环境亮度采集过程，一方面延长了人眼对黑暗环境的适应性，另一方面也避免了遮挡带来的反复调节，同时，可以获取更多的采集数据，以计算得到更为精确的外界环境亮度值。
值得一提的是，如果前述更多次的外界环境亮度采集过程中，任意一次的外界环境亮度值不小于屏幕亮度值，则说明此时外界环境亮度并不一定是真的小于屏幕亮度，将会重新累积，以避免错误的调暗动作给用户带来视觉困扰。另外，最终选用的外界环境亮度为多次采集数值经处理后再计算得到的平均值，进一步减少外界环境变化和信号采集过程中的多项干扰因素。
考虑到人眼的舒适度和屏幕的观察清晰度，一旦确定屏幕亮度值需要调亮或者调暗，此时有两种调节方式可以选择：
第一种方式，在现有屏幕亮度值的基础上，先增加/下降一个较大的幅度，再针对屏幕亮度做平缓细调，以使屏幕亮度以一个人眼较舒适的方式逐渐向着目标值逼近。
第二种方式，直接选择平缓细调的方式对屏幕亮度做微调，以获取更加舒适的观感体验。
前述两种方式还可以综合使用，例如根据外界环境亮度和屏幕亮度的差值大小做调整，优选的，前述较大的下降幅度也可以根据该差值做动态调整。
在一些例子中，除了考虑到屏幕亮度的调整方向外，还考虑到屏幕的工作模式，例如夜间模式或非夜间模式。
例如，步骤S3中，所述按照预设的第一屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度的过程包括以下步骤：
S31：按照采集时间由后向前的顺序，选择包括当前采集数据在内的m个连续采集周期的外界环境亮度值，预处理后累加求平均值，将平均值作为目标亮度值。
S32：判断是否处于夜间模式，如果不处于夜间模式，进入步骤S33，否则，进入步骤S34。
S33：在目标亮度值上加设定亮度差值后作为新的目标亮度值，根据预设的第一调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至新的目标亮度值，清除目标亮度值；
S34：根据预设的第一调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至目标亮度值，清除目标亮度值。
步骤S33中，所述预设的第一调整策略包括以下步骤：
S331：判断当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值是否大于等于第一差值阈值，如果大于等于第一差值阈值，按照第一设定调整周期，以第一设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，使其趋近目标亮度值，直至当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值大于第二差值阈值，小于第一差值阈值，进入步骤S332，如果小于第一差值阈值，直接进入步骤S332。
S332：按照第二设定调整周期，以第二设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，直至其与目标亮度值一致。
又例如，步骤S4中，所述按照预设的第二屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度的过程包括以下步骤：
S41：按照采集时间由后向前的顺序，选择包括当前采集数据在内的m个连续采集周期的外界环境亮度值，预处理后累加求平均值，将平均值作为目标亮度值；
S42：根据预设的第二调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至目标亮度值，清除目标亮度值。
步骤S42中，所述预设的第二调整策略包括以下步骤：
S421：判断当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值是否大于等于第一差值阈值，如果大于等于第一差值阈值，按照第一设定调整周期，以第一设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，使其趋近目标亮度值，直至当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值大于第二差值阈值且小于第一差值阈值，进入步骤S422，如果小于第一差值阈值，直接进入步骤S422。
S422：按照第二设定调整周期，以第二设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，直至其与目标亮度值一致。
S423：判断当前屏幕亮度是否小于最低亮度阈值，如果小于，切断屏幕电源，以节约电能，延长屏幕使用寿命。
结合图2，其中一种平缓细调的过程如下：
当目标值与现有亮度值相差10以上时，屏幕亮度的调节步幅为1，调整周期为5ms，当目标值与现有亮度值相差小于10时，屏幕亮度的调节步幅为1，调整周期为10ms，以达到在确保调整速度的前提下，越接近目标值变化越缓慢，从而进一步提高人眼舒适度的目的。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (9)
1.一种屏幕亮度控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：对外界环境亮度值进行初始化处理，根据初始化结果确定j的初始取值；
S2：按照设定采集周期采集外界环境亮度值，对采集数据进行预处理后，与当前时刻屏幕亮度值进行比对，如果处理后的外界环境亮度值大于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S3，如果处理后的外界环境亮度值小于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S4，如果处理后的外界环境亮度值等于当前时刻屏幕亮度，进入步骤S5；
S3：按照预设的第一屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度，且将j清零，返回步骤S2；
S4：判断j是否达到设定采集次数阈值，如果达到，按照预设的第二屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度，返回步骤S2，否则，j加1后，返回步骤S2；
S5：将j清零，返回步骤S2；
其中，在步骤S4中，所述按照预设的第二屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度的过程包括以下步骤：
S41：按照采集时间由后向前的顺序，选择包括当前采集数据在内的m个连续采集周期的外界环境亮度值，预处理后累加求平均值，将平均值作为目标亮度值；
S42：根据预设的第二调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至目标亮度值，清除目标亮度值。
2.根据权利要求1所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述对屏幕亮度进行初始化处理，根据初始化结果确定j的取值是指：
连续m次采集外界环境亮度值，自最后一次采集开始由后向前统计外界环境亮度值小于当前时刻屏幕亮度的连续次数，将统计出来的连续次数作为j的初始取值；
所述m为大于等于1的正整数。
3.根据权利要求1所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述对采集数据进行预处理是指：
对采集到的外界环境亮度值执行滤波和映射处理。
4.根据权利要求3所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，将采集到的外界环境亮度值映射为0-100范围内的数值。
5.根据权利要求1-3任意一项中所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述按照预设的第一屏幕亮度控制算法调整屏幕亮度的过程包括以下步骤：
S31：按照采集时间由后向前的顺序，选择包括当前采集数据在内的m个连续采集周期的外界环境亮度值，预处理后累加求平均值，将平均值作为目标亮度值；
S32：判断是否处于夜间模式，如果不处于夜间模式，进入步骤S33，否则，进入步骤S34；
S33：在目标亮度值上加设定亮度差值后作为新的目标亮度值，根据预设的第一调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至新的目标亮度值，清除目标亮度值；
S34：根据预设的第一调整策略逐步调整当前屏幕亮度值至目标亮度值，清除目标亮度值。
6.根据权利要求5任意一项中所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，步骤S33中，所述预设的第一调整策略包括以下步骤：
S331：判断当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值是否大于等于第一差值阈值，如果大于等于第一差值阈值，按照第一设定调整周期，以第一设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，使其趋近目标亮度值，直至当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值大于第二差值阈值且小于第一差值阈值，进入步骤S332；如果小于第一差值阈值，直接进入步骤S332；
S332：按照第二设定调整周期，以第二设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，直至其与目标亮度值一致。
7.根据权利要求1任意一项中所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，步骤S42中，所述预设的第二调整策略包括以下步骤：
S421：判断当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值是否大于等于第一差值阈值，如果大于等于第一差值阈值，按照第一设定调整周期，以第一设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，使其趋近目标亮度值，直至当前屏幕值亮度是否与目标亮度值之间的差值大于第二差值阈值且小于第一差值阈值且进入步骤S422；如果小于第一差值阈值，直接进入步骤S422；
S422：按照第二设定调整周期，以第二设定增减幅度逐渐调整屏幕亮度，直至其与目标亮度值一致；
S423：判断当前屏幕亮度是否小于最低亮度阈值，如果小于，切断屏幕电源。
8.根据权利要求1所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述设定采集次数阈值为10次。
9.根据权利要求1所述的屏幕亮度控制方法，其特征在于，所述屏幕的主体包括空气净化器、风扇、空调在内的家用电器。
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