TW201344673A - 顯示器亮度控制系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一顯示器亮度控制系統及方法，該系統包括：顯示器、安裝於該顯示器上之拍攝裝置用於在時間段T內拍攝顯示器前方之景象以獲取N張影像、及亮度控制器。該亮度控制器包括：物體偵測單元，將其中一張作為參考影像對其他N-1張影像進行處理偵測N-1張影像中之使用者；位置確定單元，偵測使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置並確定使用者之運動向量；狀態判斷單元，根據使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置及在N-1張影像中之運動向量來判斷使用者是否在使用該顯示器；及亮度調節單元，根據判斷結果來調節該顯示器之亮度。

Description

顯示器亮度控制系統及方法
本發明涉及一種顯示器亮度控制系統及方法。
在實際使用電腦、電視等電子產品之顯示器時，使用者經常因需要處理其他事情而離開顯示器，在處理完其他事情後回到顯示器前方繼續使用顯示器。從節能環保角度考慮，一般建議使用者離開顯示器時關閉顯示器待返回繼續使用時再次開啟顯示器，如此操作麻煩。
有鑒於此，有必要提供一種顯示器亮度控制系統及方法，可以自動判斷使用者是否正在使用顯示器以此控制顯示器之亮度。
一種顯示器亮度控制系統，包括：
一顯示器；
一安裝於所述顯示器上之拍攝裝置，所述拍攝裝置用於在一個時間段T內拍攝所述顯示器前方之景象以獲取N張影像；以及
一電性連接至所述顯示器及所述拍攝裝置之亮度控制器，所述亮度控制器包括：
一物體偵測單元，用於將N張影像中之其中一張作為參考影像對其他N-1張影像進行處理以偵測N-1張影像中之使用者；
一位置確定單元，用於根據所述物體偵測單元所偵測之使用者來進一步偵測使者在偵測N-1張影像中之每張影像中之位置並確定使用者在N-1張影像中之運動向量；
一狀態判斷單元，用於根據使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置及在N-1張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器；以及
一亮度調節單元，用於根據所述狀態判斷單元之判斷結果來調節所述顯示器之亮度。
一種顯示器亮度控制方法，包括以下步驟：
S1：開啟顯示器以及設置於所述顯示器上之拍攝裝置；
S2：在時間段T內通過所述拍攝裝置擷取N張影像；
S3：將N張影像中之其中一張作為參考影像對其他N-1張影像進行處理以偵測N-1張影像中之使用者；
S4：根據所偵測之使用者來進一步偵測使用者在N-1張影像中每張影像之位置並確定使用者在N-1張影像中之運動向量；
S5：根據使用者在N-1張影像中每張影像之位置及使用者在N-1張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器；
S6：根據步驟S5之判斷結果來調節所述顯示器之亮度。
相對於已有技術，本發明提供之顯示器亮度控制系統及方法，可以根據使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置及在N-1張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器，並根據判斷結果來調節所述顯示器之亮度，不需要手動開啟或關閉所述顯示器，使用方便。
以下將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1及圖2，本發明提供較佳實施例提供之一種顯示器亮度控制系統1，包括一個顯示器100、一個拍攝裝置200及一個亮度控制器300。
所述顯示器100可以是電腦或電視等電子產品之顯示器。所述顯示器100包括一顯示萤幕11及圍繞所述顯示萤幕11之邊框12。本實施方式中，所述顯示萤幕11包括左部111、中部112及右部113。所述中部112之位於左部111及右部113之中間且面積為所述左部111及所述右部113之兩倍。所述邊框12包括一對橫框121及一對所述橫框121大致垂直相連之豎框122。
所述拍攝裝置200設置於所述其中一個橫框121之中間位置。本實施方式中，所述拍攝裝置200設置於位於上方之一個橫框121之中間位置並露出該橫框121。所述拍攝裝置200朝向顯示萤幕11之正前方用於拍攝顯示萤幕11前方之景象。
所述亮度控制器300設置於所述顯示器100內部，例如設置於其中一個橫框121內。所述亮度控制器300電連接至所述顯示器100及所述拍攝裝置200。
所述亮度控制器300包括一個物體偵測單元31、一個位置確定單元32、一個狀態判斷單元33及一個亮度調節單元34。所述物體偵測單元31用於處理所述拍攝裝置200所擷取之多張影像以提取影像中之所述顯示器100之使用者。本實施方式中，所述拍攝裝置200在一個時間段T內進行拍攝以獲得N張影像，其中，所述N張影像中的每張影像的每個圖元的圖元值由R(紅)、G(綠)、B(藍) 三個值進行表徵。所述物體偵測單元31以第一張影像N1作為參考影像對其他N-1張影像依次作差異化、灰階化、二值化、模糊化、膨脹化、再次二值化及物件化處理，以獲得N-1張影像中每張影像中之使用者。在其他實施方式中，也可以從N張影像中任意選擇一張作為參考影像。
所述物體偵測單元22用於將每個第一時段T1內所獲取之n張影像以第一張影像N1作為參考影像對其他N-1張影像依次作差異化、灰階化、二值化、模糊化、膨脹化、邊緣化、再次二值化及物件化處理，以獲得N-1張影像中每張影像中之運動物體。在其他實施方式中，也可以從n張影像中任意選擇一張作為參考影像。
所述差異化是指將其他N-1張影像中之每張影像之每個圖元之圖元值分別與第一張影像N1對應圖元之圖元值相減後取絕對值。所述灰階化是指將差異化後之N-1張影像中之每張影像轉換為灰階影像，即差異化後之每張影像之每個圖元之圖元值由R(紅)、G(綠)、B(藍)三個值進行表徵轉換為由亮度值進行表徵。所述二值化是指將灰階化後之N-1張影像中之每張影像之每個圖元之亮度值與一個第一臨界亮度值相比較，當該圖元之亮度值大於所述第一臨界值時則設定該圖元之亮度為255，反之設定該圖元之亮度值為0。所述模糊化是指將二值化後之N-1張影像中之每張影像之亮度值為255之圖元作為中心圖元取與中心圖元相鄰之八个圖元進行分析，如果八個相鄰圖元中至少有兩個圖元值為255時，則將八個相鄰圖元之亮度值均設置為255，否則將中心圖元及與中心圖元相鄰之八個圖元之亮度值設置為0。所述膨脹化是指將模糊化後之N-1張影像中之每張影像之每個圖元乘以矩陣Martix，其中矩陣Martrix如下：
如此，可將每張影像中原本斷掉之圖形連接起來，讓每張影像中之物件更加完整。所述邊緣化是指將膨脹化後之N-1張影像中之每張影像之每一個圖元之亮度值分別乘上Sobel(V)和Sobel(H)這兩個矩陣然後相加，之後再除以2。如此，可取得每張影像中之物件之邊緣，其中Sobel(V)矩陣和Sobel(H)矩陣分別如下：
所述再次二值化將邊緣化之N-1張影像中之每張影像之每個圖元之亮度值與一個第二亮度臨界值進行比較，如果該圖元之亮度值大於第二臨界值，則將該圖元之亮度值設定為255，反之將該圖元之亮度值設定為0。所述物件化是將再次二值化之N-1張影像中之每張影像進行對像提取，即根據每張影像之邊緣框出整個完整物件，即使用者，物件提取方式也可以採用現有技術之任意方式。
所述位置確定單元32用於根據所述物體偵測單元31所偵測之使用者進一步偵測使用在N-1張影像中之每張影像中之位置並確定在N-1張影像中之運動向量。具體之，所述位置確定單元32包括一個區域劃分子單元321、一個位置偵測子單元322及一個向量判斷子單元323。
請參照圖3所示，所述區域劃分子單元321用於將物體偵測單元31處理後N-1張影像中之每張影像進行區域劃分處理。具體之，所述區域劃分子單元321用於將影像處理單元31處理後之每張影像建立一坐標系將影像處理單元31處理後之每張影像劃分為左區域a、中區域b及右區域c。所述中區域b位於所述左區域a與所述右區域c之間，且所述中區域b之面積為所述左區域a及所述右區域c之面積之兩倍。例如，每張影像之分辯率為2048*1536圖元，左區域之範圍為(1~512)*1536圖元，中區域之範圍為(513~1536)*1536圖元，右區域之範圍為(1537~2048)*1536圖元。在其他實施方式中，對每張影像之區域劃分可以根據需求而設定，並不限於本實施方式。
所述位置偵測子單元322用於偵測所述區域劃分子單元321劃分區域後之每張影像中之使用者在對應影像中之所在之區域。例如圖3所示，為拍攝裝置200在第一時間段T1內所擷取之N張影像，在第二張影像N2到第N張影像中，使用者A始終位於中區域b。
所述向量判斷子單元323，用於根據所述位置偵測子單元322偵測之每張影像中之使用者在所在之區域來確定使用者在第二張影像N2至第N張影像中之運動向量。
如圖3所示，所述位置偵測子單元322偵測到在N2至第N張影像中之使用者A始終位於中區域b而未移向左區域a或右區域c。此時使用者A在N2至第N張影像中未發生移動，所述向量判斷子單元323確定在第二張影像N2至第N張影像中使用者A之運動向量為V0。實際應用中，使用者A會相對於顯示器100不停地移動，只要第二張影像N2至第N張影像中之使用者A始終位於中區域b，則所述向量判斷子單元323確定使用者A在第二張影像N2至第N張影像中運動向量為V0。
如圖4所示，為所述拍攝裝置200在第二時間段T2內所擷取之N張影像，在第二張影像中N2，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於中區域b中。在第三張影像N3中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於左區域a中。在第N張影像中，位置偵測子單元322偵測到使用者A不在影像中 (此時，所述拍攝裝置200無法拍攝到使用者A)。在此第二時間段T2內，使用者A由影像之中區域b移動至左區域a再移出影像，所述向量判斷子單元323將使用者A在第二張影像N2至第N張影像中運動向量確定為V1。
如圖5所示，為所述拍攝裝置200在第三時間段T3內所擷取之N張影像，在第二張影像中N2中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於中區域b中。在第三張影像N3中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於右區域c中。在第N張影像中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A不在影像中，在此第三時間段T3內，使用者A由影像之中區域b移動至左區域a再移出影像，所述向量判斷子單元323將使用者A在第二張影像N2至第N張影像中運動向量確定為V2。
如圖6所示，為所述拍攝裝置200在第四時間段T4內所擷取之N張影像，在第二張影像中N2中無使用者出現。在第三張影像N3中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於左區域a。在第N張影像中位置偵測子單元322測到使用者A處於中區域b，在此第四時間段T4內，使用者A由影像外之位置移動至左區域a再移動至中區域b，所述向量判斷子單元323將使用者A在第二張影像N2至第N張影像中運動向量確定為V3。
如圖7所示，為所述拍攝裝置200在第五時間段T5內所擷取之N張影像，在第二張影像中N2中無使用者出現。在第三張影像N3中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於右區域c中。在第N張影像中，所述位置偵測子單元322偵測到使用者A處於中區域b中，此第五時間段T5內，使用者A由影像外之位置移動至右區域c再移動至中區域b，所述向量判斷子單元323將使用者A在第二張影像N2至第N張影像中運動向量確定為V4。
所述狀態判斷單元33，用於根據使用者A在第二張影像N2至第N張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器100。具體之，當運動向量為V0，狀態判斷單元33判斷使用者A之位置為相對於顯示器100之中部112同時確定使用者A正在使用所述顯示器100。當運動向量為V1或V2時，所述狀態判斷單元33判斷使用者A之位置從相對於所述顯示器100之中部112移動左部111或右部113然後離開所述顯示器100同時確定使用者A未使用所述顯示器100。當運動向量為V3或V4時，所述狀態判斷單元33判斷使用者A之位置從離開顯示器100之位置移動至相對於顯示器100移動左部111或右部113再移動至相對於顯示器100之中部112同時確定使用者A繼續用顯示器100。
所述亮度調節單元34，用於根據所述狀態判斷單元33之判斷結果來調節所述顯示器100之亮度。
如圖3所示，使用者A在影像中之運動向量為V0，狀態判斷單元33判斷使用者A正在使用所述顯示器100，所述亮度調節單元34將顯示器100之亮度調節至一初始亮度L。所述初始亮度值L可由使用者A手動設定並由所述亮度調節單元34記錄。
如圖4、5所示，使用者A在影像中之運動向量為V1或V2，狀態判斷單元33判斷使用者A沒有使用所述顯示器100，在第二張影像N2中，所述亮度調節單元34將狀態判斷單元33判斷使用者A正在使用所述顯示器100，顯示器100之亮度調節為初始亮度L。在第三張影像N3中，使用者A處於影像之左區域a或右區域c，此時，所述亮度調節單元34將所述顯示器100之亮度調節為初始亮度L之二分之一。在第N第影像中，影像中無使用者，所述亮度調節單元34關閉所述顯示器100。
如圖6、7所示，使用者A在影像中之運動向量為V3或V4，所述狀態判斷單元33判斷使用者A繼續使用所述顯示器100，在第二張影像N2中，影像中無使用者，所述亮度調節單元34關閉所述顯示器100。在第三張影像N3中，使用者A處於影像之左區域a或右區域c，所述亮度調節單元34將所述顯示器100之亮度調節為初始亮度L之二分之一。在第N第影像中，使用者位於影像之中區域b，所述亮度調節單元34將所述顯示器100之亮度調節為初始亮度L。
相對於現有技術，本發明提供之顯示器亮度控制系統1可以根據使用者A在N-1張影像中之每張影像中之位置及在N-1張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器100，然後通過所述亮度調節單元34根據所述狀態判斷單元之判斷結果來調節所述顯示器100之亮度，不需要手動開啟或關閉所述顯示器100，使用方便。
參閱圖8，本發明提供較佳實施例提供之一種顯示器亮度控制方法，包括以下步驟：
S1：開啟所述顯示器100以及設置於所述顯示器100上之拍攝裝置200。此時，顯示器100接通電源，拍攝裝置200之攝像功能被開啟。
S2：在時間段T內通過所述拍攝裝置200顯示器前方之景象以擷取N張影像。
S3：將N張影像中之其中一張作為參考影像對其他N-1張影像進行處理以偵測N-1張影像中之使用者。
S4：根據所偵測之使用者來進一步偵測使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置並確定使用者在N-1張影像中之運動向量。具體地，步驟S4進一步包括以下步驟：
將處理後之N-1張影像中之每張影像進行區域劃分處理。
偵測劃分區域後之每張影像中之使用者在對應影像中之所在之區域。
根據偵測之每張影像中之使用者在所在之區域來判斷使用者在N-1張影像中之運動向量。
S5：根據使用者在N-1張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器100。
S6：根據步驟S5之判斷結果來調節所述顯示器100之亮度。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
1．．．顯示器亮度控制系統
100．．．顯示器
11．．．顯示萤幕
111．．．左部
112．．．中部
113．．．右部
12．．．邊框
121．．．橫框
122．．．豎框
200．．．拍攝裝置
300．．．亮度控制器
31．．．物體偵測單元
32．．．位置確定單元
321．．．區域劃分子單元
322．．．位置偵測子單元
323．．．向量判斷子單元
33．．．狀態判斷單元
34．．．亮度調節單元
S1-S6．．．步驟
圖1為本發明實施例提供之顯示器亮度控制系統示意圖。
圖2為圖1所示之顯示器亮度控制系統結構方框圖。
圖3為圖1所示之顯示器亮度控制系統之拍攝裝置在第一時間段內拍攝之N張影像之示意圖。
圖4為圖1所示之顯示器亮度控制系統之拍攝裝置在第二時間段內拍攝之N張影像之示意圖。
圖5為圖1所示之顯示器亮度控制系統之拍攝裝置在第三時間段內拍攝之N張影像之示意圖。
圖6為圖1所示之顯示器亮度控制系統之拍攝裝置在第四時間段內拍攝之N張影像之示意圖。
圖7為圖1所示之顯示器亮度控制系統之拍攝裝置在第五時間段內拍攝之N張影像之示意圖。
圖8為本發明實施例提供之自動調節顯示器亮度之方法之流程圖。
1．．．顯示器亮度控制系統
100．．．顯示器
11．．．顯示萤幕
111．．．左部
112．．．中部
113．．．右部
12．．．邊框
121．．．橫框
122．．．豎框
200．．．拍攝裝置
300．．．亮度控制器

Claims (10)

  1. 一種顯示器亮度控制系統，包括：
    一顯示器；
    一安裝於所述顯示器上之拍攝裝置，所述拍攝裝置用於在一個時間段T內拍攝所述顯示器前方之景象以獲取N張影像；以及
    一電性連接至所述顯示器及所述拍攝裝置之亮度控制器，所述亮度控制器包括：
    一物體偵測單元，用於將N張影像中之其中一張作為參考影像對其他N-1張影像進行處理以偵測N-1張影像中之使用者；
    一位置確定單元，用於根據所述物體偵測單元所偵測之使用者來進一步偵測使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置並確定使用者在N-1張影像中之運動向量；
    一狀態判斷單元，用於根據使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置及在N-1張影像中之運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器；以及
    一亮度調節單元，用於根據所述狀態判斷單元之判斷結果來調節所述顯示器之亮度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器亮度控制系統，所述物體偵測單元以第一張影像N1作為參考影像對其他N-1張影像依次作差異化、灰階化、二值化、模糊化、膨脹化、邊緣化、再次二值化及物件化處理；所述差異化是指將其他N-1張影像中之每張影像之每個圖元之圖元值分別與第一張影像N1對應圖元之圖元值相減後取絕對值；所述將差異化後之每張影像之每個圖元之圖元值由紅、綠、藍三個值進行表徵轉換為由亮度值進行表徵；所述二值化是指將灰階化後之N-1張影像中之每張影像之每個圖元之亮度值與一個第一臨界亮度值相比較，當該圖元之亮度值大於所述第一臨界值時則設定該圖元之亮度為255，反之設定該圖元之亮度值為0；所述模糊化是指將二值化後之N-1張影像中之每張影像之亮度值為255之圖元作為中心圖元取與中心圖元相鄰之八個圖元進行分析，如果八個相鄰圖元中至少有兩個圖元值為255時，則將所述八個相鄰圖元之亮度值均設置為255，否則將中心圖元及相鄰之八個圖元之亮度值設置為0；所述膨脹化是指將模糊化後之N-1張影像中之每張影像之每個圖元之亮度值乘以一矩陣Martix；所述邊緣化是指將膨脹化後之N-1張影像中之每張影像之每個圖元之亮度值分別乘上矩陣Sobel(V)和矩陣Sobel(H)然後相加，之後再除以2；所述再次二值化是指將邊緣化之N-1張影像中之每張影像之每個圖元之亮度值與一個第二亮度臨界值進行比較，如果該圖元之亮度值大於第二臨界值，則將該圖元之亮度值設定為255，反之將該圖元之亮度值設定為0；所述物件化是指將再次二值化之N-1張影像中之每張影像進行對像提取，根據每張影像之邊緣框出整個完整物件，即所述使用者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器亮度控制系統，其中，所述位置確定單元包括一個區域劃分子單元、一個位置偵測子單元及一個向量判斷子單元；所述區域劃分子單元用於將物體偵測單元處理後N-1張影像中之每張影像劃分為左區域、中區域及右區域；所述位置偵測子單元用於偵測所述區域劃分子單元劃分區域後之每張影像中之使用者在對應影像中之所在之區域；所述向量判斷子單元用於根據位置偵測子單元偵測之每張影像中之使用者所在之區域來確定使用者在N-1張影像中之運動向量。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示器亮度控制系統，其中，所述位置偵測子單元偵測到在第二張影像N2至第N張影像中之使用者始終位於中區域時，所述向量判斷子單元確定使用者之運動向量為V0；所述位置偵測子單元偵測到在第二張影像N2至第N張影像中之使用者A由影像之中區域移動至左區域再移出影像時，所述向量判斷子單元使用者中運動向量確定為V1；所述位置偵測子單元偵測到在N2至第N張影像中使用者由影像之中區域移動至左區域再移出影像時，所述向量判斷子單元使用者運動向量確定為V2；所述位置偵測子單元偵測到在N2至第N張影像中使用者由影像外之位置移動至左區域再移動至中區域時，所述向量判斷子單元將使用者之運動向量確定為V3；所述位置偵測子單元偵測到在N2至第N張影像中使用者由影像外之位置移動至右區域再移動至中區域時，所述向量判斷子單元將使用者之運動向量確定為V4。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示器亮度控制系統，其中，所述使用者之運動向量為V0時，所述狀態判斷單元判斷使用者正在使用顯示器，所述亮度調節單元將所述顯示器之亮度調節為一初始亮度。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之顯示器亮度控制系統，其中，使用者A在影像中之運動向量為V1或V2時，所述狀態判斷單元判斷使用者沒有使用顯示器；當使用者位於影像在中區域時，所述亮度調節單元將所述顯示器之亮度調節為一初始亮度調節，當使用者位於影像之左區域或右區域時，所述亮度調節單元將所述顯示器之亮度調節為所述初始亮度之二分之一；當使用者不在影像中時，所述亮度調節單元關閉所述顯示器。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之顯示器亮度控制系統，其中，使用者A在影像中之運動向量為V3或V4時，所述狀態判斷單元判斷使用者繼續使用顯示器；當使用者不在影像中時，所述亮度調節單元關閉所述顯示器；當使用者位於影像之左區域或右區域時，所述亮度調節單元將所述顯示器之亮度調節初始亮度之二分之一；當使用者位於影像在中區域時，所述亮度調節單元將所述顯示器之亮度調節所述初始亮度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器亮度控制系統，其中，所述顯示器包括一顯示萤幕及圍繞所述顯示萤幕之邊框；所述邊框包括一對橫框及一對所述橫框垂直相連之豎框；所述拍攝裝置設置於所述其中一個橫框之中間位置並露出於該橫框。
  9. 一種整顯示器亮度控制方法，包括以下步驟：
    S1：開啟顯示器以及設置於所述顯示器上之拍攝裝置；
    S2：在時間段T內通過所述拍攝裝置顯示器前方之景象以擷取N張影像；
    S3：將N張影像中之其中一張作為參考影像對其他N-1張影像進行處理以偵測N-1張影像中之使用者；
    S4：根據所偵測之使用者來進一步偵測使用者在N-1張影像中之每張影像中之位置並確定使用者在N-1張影像中之運動向量；
    S5：根據在N-1張影像中之每張影像中之位置及使用者在N-1張影像運動向量來判斷使用者是否在使用所述顯示器；
    S6：根據步驟S5之判斷結果來調節所述顯示器之亮度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示器亮度控制方法，其中，所述步驟S4進一步包括：
    將處理後之N-1張影像中之每張影像進行區域劃分處理；
    偵測劃分區域後之每張影像中之使用者在對應影像中之所在之區域；以及
    根據偵測之每張影像中之使用者在所在之區域來判斷使用者在N-1張影像中之運動向量。
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