CN117546470A - 用于管理汽车照明设备中的图像的方法和汽车照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于管理汽车照明设备(10)中的图像的方法。该方法包括以下步骤：提供包括多个像素(11)的第一图像图案(1)，选择每个像素的值的相关部分，以及准备与相关值有关的压缩数据和与值等于零的像素的位置有关的数据。

Description

用于管理汽车照明设备中的图像的方法和汽车照明设备

本发明涉及汽车照明设备领域，并且更具体地涉及管理从光源控制中得到的电子数据。

当前照明设备包括数量越来越多的光源，这些光源必须被控制以提供自适应照明功能。

这样数量的光源涉及大量数据，这些数据必须由PCM进行管理。通常会使用CAN协议——以其一些变体形式(CAN-FD是最常用的协议之一)——以在PCM与光模块之间传输数据。但是，一些汽车制造商决定限制CAN协议的带宽，这会影响管理操作，该管理操作通常需要大约5Mbps。

事实上，当系统处理移动的图像时，节省数据大小的问题是至关重要的，因为它会影响数据传输的速度，并且从而影响图像投影的速度。

进一步地，还有一些光功能，比如欢迎光和再见光，其提供非线性的动画，因此其数据无法被分组或关联以获得更好的压缩率。

寻求解决此问题的解决方案。

本发明通过根据权利要求1所述的用于管理图像数据的方法和根据权利要求8所述的汽车照明设备来提供对于这些问题的解决方案。本发明的优选实施例在从属权利要求中限定。

除非另有限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都应按照本领域的习惯用法进行解释。将进一步理解的是，常见用法的术语也应按照相关领域的习惯用法进行解释，并且除非本文中明确地限定，否则不会在理想化的或过于正式的意义上进行解释。

在本文中，术语“包括(comprises)”及其派生词(诸如“包括(comprising)”等)不应以排他性的意义理解，也就是说，这些术语不应被解释为排除了所描述和限定的内容可能包括其他元素、步骤等的可能性。

在第一发明方面，本发明提供了一种用于管理汽车照明设备中的图像数据的方法，该方法包括以下步骤：

·提供第一图像图案，该第一图像图案包括多个像素，其中，每个像素通过与该像素的发光强度有关的值来表征，其中，多个像素的值为零；

·选择每个像素的值的相关部分，从而获得相关值；以及

·准备与该相关值有关的压缩数据和与值等于零的像素的位置有关的数据。

该方法在有多个零光区域沿着光图案散布的情况下尤其有利。零光像素的值不会改变，而其余像素的值根据其相关值进行近似。

这意味着原始光图案的基本结构保持不变，并且仅在特定的发光强度值上表现出微小的变化。

在一些特定实施例中，图像图案的光像素为灰度像素，并且更具体地，每个像素的发光强度通过根据从0到255的标度的数字来表征，使得与发光强度有关的每个值能够用8位(bit)来表示。

这种灰度像素的系统被绝大多数汽车照明设备制造商所采用，因此该方法可以适用于所有这些汽车照明设备制造商。

在一些特定实施例中，每个值的相关部分是对应值的前4位。

对于以8位表示的每个发光强度值，仅考虑作为最有效位的前4位。这意味着，对于每个值，相关值是更接近对应值的16的倍数。

在一些特定实施例中，将相关值布置成一维数组，并且压缩数据包括：

·从一维数组的开始直到到达数据段为止连续零的第一数量

·指代具有非零值的数据段的密钥数据；以及

·相继地，到下一个数据段之前的连续零的数量、以及指代所述下一个数据段的密钥数据。

这意味着矩阵首先被变换为一维数组，即一行。从该行的第一个像素开始，存储到第一个非零值之前的连续零的数量。然后，存储指代数据段的值的一些密钥数据。数据段是像素行的包括非零值的部分。密钥数据是数据段的这些值被存储的方式。在一些情况下，密钥数据与数据段的值完全相同，但在其他情况下，密钥数据存储的值与数据段的值并不完全对应，而仅“代表”这些值。一旦将数据段的值存储为密钥数据，就再次存储该数据段之后的连续零的数量。通过该算法，每行的所有值都会被覆盖，直到到达最后一个值为止。数据段的大小和结构是根据最适合特定光图案的算法来选择的。

在一些特定实施例中，所有数据段包括相同数量的像素。

这是限定数据段的一种选项。代替仅覆盖非零值，考虑固定长度的数据段，使得数据段覆盖所有非零值并且偶尔也覆盖一些零值。

在一些特定实施例中，密钥数据是通过对数据段的值应用密钥来获得的。由于数据段的第一个值是非零值，因此放置一个或多个零作为密钥数据的起始值有利于在特殊情况下用于减小数据大小。

在一些特定实施例中，密钥的第一个值涉及：数据段的所有值都是相同的。

如果密钥数据以一个零开始，则意指该数据段的所有值都是相同的。例如：密钥数据(0,6)意指(6,6,6,6,6,6,6,6)。

在一些特定实施例中，密钥的第二个值涉及：数据段的第一部分中的像素具有相同的第一值并且数据段的第二部分中的像素具有相同的第二值。

如果密钥数据以两个零开始，则意指该数据段被分为两部分。前四个像素具有一个值，并且后四个像素具有另一个值。例如：(0,0,5,2)意指(5,5,5,5,2,2,2,2)。

在一些特定实施例中，该方法进一步包括以下步骤：

·将压缩数据发送至汽车照明设备的光模块；以及

·由该光模块解压缩该压缩数据。

在第二发明方面，本发明提供了一种汽车照明设备，该汽车照明设备包括

·光模块，该光模块包括多个光源；以及

·控制单元，该控制单元用于执行根据第一发明方面的方法的步骤。

在一些特定实施例中，该光模块进一步包括处理器单元，该处理器单元被配置为解压缩该压缩数据。

利用适当的光模块中的解压缩阶段，带宽会变窄，直到模块本身为止。

在一些特定实施例中，这些光源是固态光源，例如LED。

术语“固态”是指通过固态电致发光发射的光，该固态电致发光使用半导体将电力转换为光。与白炽灯照明相比，固态照明以减少的热量产生和更少的能量耗散产生可见光。与易碎的玻璃管/灯泡和长而细的灯丝相比，固态电子照明设备的通常较小的质量提供更大的抗冲击性和抗振性。固态照明还消除了灯丝蒸发，从而潜在地增加了光照设备的寿命。这些照明类型的一些示例包括作为光照源的半导体发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或聚合物发光二极管(PLED)，而不是电灯丝、等离子体或气体。

为了完成说明书并且为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图构成说明书的组成部分并且展示了本发明的实施例，该实施例不应被解释为限制本发明的范围，而仅作为可以如何实施本发明的示例。这些附图包括以下图：

[图1]示出了根据本发明的汽车照明设备。

[图2]示出了要由根据本发明的汽车照明设备投射的欢迎光功能的光度测定的第一图像。

[图3]示出了这种像素矩阵的简化版本，称为图像图案。

[图4]示出了如何通过将一行的值放置在前一行之后来将该矩阵展平为单一一行。

[图5]示出了根据本发明的方法中的下一个步骤。

[图6]示出了再次转换为十进制的相关值。

[图7a]至[图7c]示出了如何使用特定密钥创建压缩数据的不同示例。

在这些图中，已使用了以下附图标记：

1 第一图像图案

4 光模块

5LED

6 控制单元

7 处理器单元

10 汽车照明设备

11 像素

100 机动车辆

示例实施例以足够的细节加以描述，以使得本领域普通技术人员能够实施和实现本文所描述的系统和过程。重要的是要理解，实施例可以用许多替代形式来提供，并且不应被解释为限于本文中阐述的示例。

因此，尽管实施例可以以各种方式受到修改并且采取各种替代形式，但是其具体实施例在附图中示出并且在下文作为示例被详细描述。无意将本发明限于所披露的特定形式。相反，应包括落入所附权利要求范围内的所有修改、等效物、和替代物。在整个附图和具体实施方式中，在适当的情况下，示例实施例的元素始终一致地由相同的附图标记表示。

除非另有限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都应按照本领域的习惯用法进行解释。将进一步理解的是，常见用法的术语也应按照相关领域的习惯用法进行解释，并且除非本文中明确地限定，否则不会在理想化的或过于正式的意义上进行解释。

在本文中，术语“包括(comprises)”及其派生词(诸如“包括(comprising)”等)不应以排他性的意义理解，也就是说，这些术语不应被解释为排除了所描述和限定的内容可能包括其他元素、步骤等的可能性。

[图1]示出了根据本发明的汽车照明设备，该照明设备包括：

·光模块4，该光模块包括多个LED 5；

·控制单元6，该控制单元执行压缩步骤，以生成压缩数据；以及

·处理器单元7，该处理器单元7被配置为解压缩该压缩数据，该处理器单元位于光模块4中。

照明模块1具有光源的矩阵布置，其分辨率大于2000像素。然而，对用于生产投射模块的技术没有限制。

此矩阵配置的第一示例包括单片源。此单片源包括布置成若干列乘若干行的单片电致发光元件的矩阵。在单片矩阵中，电致发光元件可以从共用衬底上生长并且被电连接，以选择性地单独激活或按电致发光元件的子集激活。衬底可以主要由半导体材料制成。衬底可以包括一种或多种其他材料，例如非半导体(金属和绝缘体)。因此，每个电致发光元件/组可以形成光像素并且因此可以在其/它们的材料被供电时发光。与旨在被焊接到印刷电路板上的常规发光二极管相比，这种单片矩阵配置允许将可选择性激活的像素彼此非常靠近地布置。单片矩阵可以包括电致发光元件，这些电致发光元件的垂直于共用衬底测量的主高度尺寸基本上等于一微米。

单片矩阵耦接到控制中心以控制矩阵布置对像素化光束的生成和/或投射。因此控制中心能够单独控制矩阵布置的每个像素的光发射。

作为以上所呈现的替代方案，矩阵布置6可以包括耦接到镜矩阵的主光源。因此，像素化光源由至少一个主光源和光电元件阵列的组件形成，该至少一个主光源由发射光的至少一个发光二极管形成，该光电元件阵列例如是微镜、也称为DMD(“数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device)”的首字母缩写词)的矩阵，其通过反射将来自主光源的光线引导至投射光学元件。在适当的情况下，辅助光学元件可以收集至少一个光源的光线以将它们聚焦并引导到微镜阵列的表面。

每个微镜可以在两个固定位置之间枢转，即第一位置和第二位置，在第一位置，光线朝着投射光学元件反射，在第二位置，光线在与投射光学元件不同的方向上反射。两个固定位置对于所有微镜以相同方式定向，并且相对于支撑微镜矩阵的参考平面形成以其规格限定的微镜矩阵的特征角。这种角度通常小于20°并且可以通常是约12°。因此，对入射在微镜矩阵上的光束的一部分进行反射的每个微镜形成像素化光源的基本发射器。用于选择性地激活此基本发射器以发射或不发射基本光束的镜位置变化的致动和控制由控制中心控制。

在不同的实施例中，矩阵布置可以包括扫描激光系统，其中激光源向扫描元件发射激光束，该扫描元件被配置成用激光束探测波长转换器的表面。此表面的图像被投射光学元件捕获。

可以以足够高使得人眼不会察觉到投射图像中的任何位移的速度执行扫描元件的探测。

对激光源的点亮和光束的扫描运动的同步控制使得可以生成基本发射器的矩阵，该矩阵可以在波长转换器元件的表面处被选择性地激活。扫描装置可以是移动微镜，其用于通过激光束的反射来扫描波长转换器元件的表面。作为扫描装置提及的微镜是例如MEMS(“微机电系统”)类型的。然而，本发明不限于这种扫描装置，而是可以使用其他类型的扫描装置，比如布置在旋转元件上的一系列镜，该元件的旋转使得透射表面被激光束扫描。

在另一变体中，光源可以是复合的并且包括光元件(比如发光二极管)的至少一个部段以及单片光源的表面部分二者。

[图2]示出了要由根据本发明的汽车照明设备投射的欢迎光功能的光度测定的第一图像。

该第一图像可以被划分为像素，并且每个像素可以通过其发光强度来表征，该发光强度的标度从0(对应于黑色)到255(对应于白色)。

该图像是包括多个帧的动态动画的第一图像。

[图3]示出了这种像素矩阵的简化版本，称为图像图案1。该图像图案1的每个像素11通过根据上述标度的数字来表征。

为了清楚起见，未使用数百行和列，该示例不对应于[图1]的光图案，但与现实生活图像是直接的对应关系。

[图4]示出了如何通过将一行的值放置在前一行之后来将该矩阵展平为单一一行。于是，4×6个值的矩阵被变换为1×24的单个一维数组。

在该行中，有一些像素的强度值等于零，而其他像素的强度值不为零。

[图5]示出了该方法中的下一步骤。将一维数组的值用8位表示(每列代表每个像素的值的8位等效值)。仅将该值的前四位用作该值的相关部分。

[图6]示出了再次转换为十进制的相关值。虽然损失了信息，但也节省了数据大小，因为相关值是4位值，而原始值具有8位大小。

一旦实现了这种形式，就可以根据不同的算法对压缩数据进行细化。

在第一种算法中，遵循以下步骤：

·对值等于零的像素进行计数，直到到达值不为零的像素为止，将值为零的像素的数量存储为第一向量的第一个位置(在本示例中，该第一个位置为“2”，因为在到达第一个非零值(其是一维数组的第三个值)之前只存在两个零)

·将这些像素的相关值存储在第二向量中(在本示例中，这些相关值将为“(32,64)”)

·对值等于零的像素进行计数，直到到达值不为零的下一个像素为止，将像素的数量存储为第一向量的随后位置(在此情况中为“3”)

·重复存储相关值和零的数量的步骤，直到到达该行的末尾为止。

根据该方法，就[图6]的数组而言，压缩数据包括多个向量：

·具有“零计数”的第一向量(2,3,5,8)

·具有第一数据段的第二向量(32,64)

·具有第二数据段的第三向量(144,80)

·具有第三数据段的第四向量(80,16)

虽然这个示例不太接近现实，但其展现了这个方法的强大之处：代替存储24个8位值(192位)，该方法存储10个4位值(40位)。

图7a到7c示出了如何使用特定密钥创建压缩数据的不同示例。

对于这些示例，数据段将被视为以第一个非零值开始，并且长度为10个像素。

在[图7a]中，前四个零将存储在“零计数向量”中(与[图6]的情况相同)，并且第一数据段包括值9-3-6-0-0-0-0-0-0-0。由于有很多零，因此仅存储非零值(9,3,6)。由于系统知道数据段的长度为10个像素，因此系统知道其余值为零。

在[图7b]中，前五个零将存储在“零计数向量”中，并且第一个数据段包括值5-5-5-5-5-5-5-5-5-5。由于所有像素都具有相同的值，因此密钥数据将包括密钥(起始的零)，然后是所重复的值，即为：(0,5)。由于数据段不能以零开始(因为数据段的第一个值是在零链之后找到的第一个非零值)，因此零作为密钥数据的第一个值存在将指示密钥。

在[图7c]中，前四个零将存储在“零计数向量”中，并且第一数据段包括值6-6-6-6-6-3-3-3-3-3。这些数据可以分为两半：6-6-6-6-6和3-3-3-3-3。每个部分都是恒定的，因此使用“双零”密钥来表示该数据段包括两半，每一半都有一个恒定值：(0,0,6,3)。

在某些情况(适用于图7b和图7c的情况)下，当这些值全部包括在两个标准差的范围内时，也满足这些值“相同”的条件。此时选择均值作为代表值。例如，数据段(5,5,4,5,2,2,1,2)也将存储为(0,0,5,2)。然后，在解压缩的步骤中，解压缩数据段将为(5,5,5,5,2,2,2,2)：将会有一些信息损失。

Claims (12)

1.一种用于管理汽车照明设备(10)中的图像的方法，所述方法包括以下步骤：

·提供第一图像图案(1)，所述第一图像图案包括多个像素(11)，其中，每个像素通过与所述像素(11)的发光强度有关的值来表征，其中，多个像素的值为零；

·选择每个像素的值的相关部分，从而获得相关值；以及

·准备与所述相关值有关的压缩数据和与具有等于零的值的所述像素的位置有关的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像图案(1)的光像素(11)为灰度像素，并且更具体地，每个像素(11)的所述发光强度通过根据从0到255的标度的数字来表征，使得与所述发光强度有关的每个值能够用8位来表示。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，每个值的所述相关部分是对应值的前4位。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述相关值布置在一维数组中，并且所述压缩数据包括：

·从所述一维数组的开始直到到达数据段为止连续零的第一数量

·指代具有非零值的数据段的密钥数据；以及

·相继地，到下一个数据段之前的连续零的数量、以及指代所述下一个数据段的密钥数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所有所述数据段都包括相同数量的像素。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密钥数据是通过对所述数据段的值应用密钥来获得的。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述密钥的第一个值涉及：所述数据段的所有值都是相同的。

8.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其中，所述密钥的第二个值涉及：所述数据段的第一部分中的像素具有相同的第一值并且所述数据段的第二部分中的像素具有相同的第二值。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

·将所述压缩数据发送至所述汽车照明设备的光模块；以及

·由所述光模块解压缩所述压缩数据。

10.一种汽车照明设备(10)，包括：

·光模块(4)，所述光模块包括多个光源(5)；以及

·控制单元(6)，所述控制单元用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤。

11.根据权利要求10所述的汽车照明设备(10)，其中，所述光模块(4)进一步包括处理器单元(7)，所述处理器单元(7)被配置为解压缩所述压缩数据。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的汽车照明设备(10)，其中，所述光源(5)是固态光源，诸如LED。