TWI594224B - 背光亮度調節系統及方法 - Google Patents

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Description

背光亮度調節系統及方法
本發明涉及亮度調節技術領域，尤其是一種背光亮度調節系統及方法。
目前手機背光亮度的調節主要是利用光線感測器自動調節以及人工手動調節以上兩種方式實現，現在高端智慧手機都是通過光線感測器感應所處不同環境的光線強度，從而自動調節螢幕的背光亮度，適合人眼觀看。但是，很多中低端手機都沒有配備光線感測器仍需由手動調節背光亮度，另外，其他的手持設備如PSP(Play Station Portable)以及可擕式電腦的背光亮度調節基本上也都是通過手工調節的方式。如何在無需配備光線感測器的前提下實現中低端手機、PSP等掌上型設備以及可擕式電腦的背光亮度自動調節是一個亟待解決的問題。
鑒於以上內容，有必要提供一種背光亮度調節系統及方法，其可以利用移動電子設備的攝像頭裝置實現移動電子設備根據周圍環境光線的變化自動調節背光亮度。
所述的背光亮度調節系統包括：設定模組，用於預先設定根據環境光源強度的強度等級調節背光亮度的配置參數；讀取模組，用於啟動前置攝 像頭捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片運算後輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊；轉換模組，用於將所讀取的每個圖元的RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊；計算模組，用於計算所有圖元所轉換的HSL顏色資訊中亮度(L)的平均值，並將該平均值作為當前環境光源強度；調節模組，用於判定當前環境光源強度的強度等級，參照預先設定的配置參數，調節背光光源的亮度為該強度等級對應的亮度等級。
所述的背光亮度調節方法包括：預先設定根據環境光源強度的強度等級調節背光亮度的配置參數；啟動前置攝像頭捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片運算後輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊；將所讀取的每個圖元的RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊；計算所有圖元所轉換的HSL顏色資訊中亮度(L)的平均值，並將該平均值作為當前環境光源強度；判定當前環境光源強度的強度等級，參照預先設定的配置參數，調節背光光源的亮度為該強度等級對應的亮度等級。
利用本發明所提供的背光亮度調節系統及方法，可以借助移動電子設備的攝像頭裝置實現背光亮度的自動調節，提高人眼觀看的舒適度，保護視力。
1‧‧‧移動電子設備
10‧‧‧背光亮度調節系統
20‧‧‧處理器
30‧‧‧記憶體
40‧‧‧前置攝像頭
50‧‧‧LCD顯示器
401‧‧‧CMOS圖像感測器
402‧‧‧圖像處理晶片
501‧‧‧背光光源
101‧‧‧設定模組
102‧‧‧讀取模組
103‧‧‧轉換模組
104‧‧‧計算模組
105‧‧‧調節模組
圖1係本發明背光亮度調節系統較佳實施例的運行環境圖。
圖2係本發明背光亮度調節系統較佳實施例的功能模組圖。
圖3係本發明背光亮度調節方法較佳實施例的流程圖。
圖4係本發明背光亮度調節系統設定的配置參數示意圖。
圖5係圖3流程圖中步驟S05的具體流程圖。
參閱圖1所示，係本發明背光亮度調節系統較佳實施例的運行環境圖。所述背光亮度調節系統10運行在配置有前置攝像頭40的移動電子設備1中，該移動電子設備可以是手機、PSP(Play Station Portable)、可擕式電腦、平板電腦等。所述移動電子設備1包括有背光亮度調節系統10、處理器20、記憶體30、前置攝像頭40和LCD顯示器50(Liquid Crystal Display，液晶顯示)。
所述背光亮度調節系統10的程式化代碼存儲在記憶體30中，並由處理器20控制執行以實現其功能。
本較佳實施例中所述前置攝像頭40包括有鏡片、彩色濾鏡陣列(CFA，Color Filter Array)、CMOS圖像感測器401、圖像處理晶片402、資料輸出介面和控制介面等。為了獲得確切的環境光源強度，本較佳實施例中採用前置攝像頭40捕捉圖像而非後置攝像頭。所述CMOS圖像感測器401(Complementary Metal Oxide Semi-conductor，金屬氧化物半導體)是由光敏單元陣列、行驅動器、列驅動器、時序控制邏輯及AD轉換器和其他資料控制介面等組成的半導體晶片，用於將光信號轉換為電信號並通過數模轉換後輸出數位圖像信號。本發明其他實施例中也可採用CCD圖像感測器(Charged Coupled Device，電荷耦合元件)。所述圖像處理晶片402主要是通過一系列複雜的數學運算，對數位圖像信號進行優化處理，並將處理後的信號經過資料輸出介面輸出。
所述LCD顯示器50是將液晶顯示器件、控制與驅動等週邊電路、背光光源501等裝配在一起的元件。
圖1僅為示例，在實際應用中，所述的背光亮度調節系統10的應用並不僅限於此。
參閱圖2所示，係本發明背光亮度調節系統較佳實施例的功能模組圖。
本發明所述背光亮度調節系統10包括多個由程式碼所組成的功能模組(詳見下述描述)，具有如下功能：預先設定根據環境光源強度的強度等級調節背光亮度的配置參數；啟動前置攝像頭40捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片402進行色彩插值運算後輸出的數位圖像中每個圖元的紅綠藍(Red Green Blue，RGB)顏色資訊，所述RGB顏色資訊是指圖像的每個圖元顏色由紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三個顏色分量相互疊加表示，每個顏色分量分配一個0~255範圍的強度值；將上述讀取的所有圖元的RGB顏色資訊轉換為色調飽和度亮度(Hue Saturation Lightness，HSL)顏色資訊，所述HSL顏色資訊是指圖像每個圖元顏色資訊由色調(H)、飽和度(S)和亮度(L)三個取值分別為0~255的分量疊加表示，其中L是從黑(0)到白(255)漸變；計算出所有圖元的HSL資訊中亮度的平均值並將該平均值作為當前環境光源強度；判定當前環境光源強度的強度等級，參照預先設定的配置參數，調節背光光源501的亮度為當前環境光源強度等級所對應的背光亮度等級。
本較佳實施例中，所述背光亮度調節系統10中由程式化代碼所組成的功能模組包括：設定模組101、讀取模組102、轉換模組103、計算模組104及調節模組105。以下結合圖3說明模組101~105的功能。
參閱圖3所示，係本發明背光亮度調節方法較佳實施例的流程圖。根據不同的需求，該流程圖中步驟的順序可以改變，某些步驟可以合併或省略。
步驟S01，設定模組101預先設定根據環境光源強度的強度等級調節背光光源501的亮度的配置參數。本較佳實施例中，環境光源強度分為三個強度等級，環境光源強度介於[120，255]為高強度(包含左右兩個臨界值)，介於 [60，120)為中強度(僅包含左臨界值)，介於[0，60)為低強度(僅包含左臨界值)，移動電子設備1的背光光源501出廠配置的亮度等級為n個，由數字1到n表示，數字大小反映背光光源的亮度大小(數字越大表示背光亮度越大)。在移動電子設備如手機等的使用過程中，外界光線較暗時過亮的螢幕會很刺眼，而在外界光線較亮時過暗的螢幕又看不清楚螢幕顯示畫面。鑒於此，本較佳實施例中，如圖4所示，環境光源強度分為高中低三個等級，每個等級相應的背光光源501的亮度等級為n、n/2+1的最小整數、1，將以上設定的強度等級和亮度等級的配置參數存儲於記憶體30中。
在本發明的其他實施例中可以將環境光源強度細分為更多的強度等級並配置相應的背光亮度等級以滿足不同用戶範疇的需求。
步驟S02，讀取模組102啟動前置攝像頭40捕捉當前環境光源下的光學圖像，讀取圖像處理晶片402進行色彩插值運算後輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊。
所述前置攝像頭40的基本結構為：鏡片、色彩濾鏡陣列、CMOS圖像感測器401及圖像處理晶片402，其工作原理是外界光源透過鏡片經由色彩濾鏡陣列投射到CMOS圖像感測器401表面。該色彩濾鏡陣列採用RGB分色法，在CMOS圖像感測器401前以間隔的方式放置紅、綠、藍色的濾鏡，CMOS圖像感測器401的每個感光單元只能感應RGB中的一個顏色，每個感光單元將光信號轉換為電信號並由數模轉換後輸出RAW RGB資料即圖像每個圖元只有一個顏色(R、G、B中的一種)，RAW RGB資料經由圖像處理晶片402的色彩插值運算後輸出圖像每個圖元的RGB顏色資訊即每個圖元都有三個顏色。
需要說明的是，所述設定步驟還設定一個時間間隔(如10s)，讀取步驟每10s重新啟動攝像頭40捕捉光學圖像，並讀取圖像處理晶片402運算輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊，保證能夠即時獲取到當前最新的環 境光源強度，以便及時調整背光光源501的亮度，提高人眼觀看的舒適度。所述時間間隔長短的設定影響環境光源強度計算的即時性。
步驟S03，轉換模組103將所讀取的每個圖元的RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊。本較佳實施例中，由RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊中亮度(L)的公式為：L=(max+min)/2，其中，max為每個圖元的R、G、B三個分量中最大的分量值，min為每個圖元的R、G、B三個分量中最小的分量值。
步驟S04，計算模組104根據數位圖像中每個圖元的HSL顏色資訊，計算出該圖像中所有圖元的亮度(L)的平均值作為當前環境光源強度。
需要說明的是，本較佳實施例中當前環境光源強度為所有圖元的HSL顏色資訊中亮度的平均值，為了降低系統計算複雜度，步驟S03中，僅將RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊中的亮度分量，而未完全轉換HSL顏色資訊的每個分量。
另外，在本發明的其他實施例中並不僅限於將RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊後根據亮度(L)來計算環境光源強度，還可以將RGB顏色資訊轉換為YUV顏色資訊，其中Y表示圖元的亮度資訊，U和V表示色彩及飽和度，根據亮度(Y)計算環境光源強度。
步驟S05，調節模組105判定當前環境光源強度的等級，參照預先設定的配置參數，調節背光光源的亮度為對應的亮度等級。
參閱圖5所示，係步驟S05的具體流程圖。
步驟S501，判定當前環境光源強度值是否落入[0，60)，若符合條件，則執行步驟S503，不符合條件則執行步驟S502。
步驟S502，判定當前環境光源強度值是否落入[60，120)，若符合條件則執行步驟S504，不符合條件則執行步驟S505。
步驟S503，確定當前環境光源強度為低，調節背光光源的亮度等級為1。
步驟S504，確定當前環境光源強度為中，調節背光光源的亮度等級為n/2+1取最小整數。
步驟S505，確定當前環境光源強度為高，調節背光光源的亮度等級為n。
最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，都不應脫離本發明技術方案的精神和範圍。
10‧‧‧背光亮度調節系統
101‧‧‧設定模組
102‧‧‧讀取模組
103‧‧‧轉換模組
104‧‧‧計算模組
105‧‧‧調節模組

Claims (4)

  1. 一種背光亮度調節系統，運行於移動電子設備，該系統包括：設定模組：用於預先設定根據環境光源強度的強度等級調節背光亮度的配置參數；讀取模組：用於啟動移動電子設備的前置攝像頭捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片運算後輸出的數位圖像中每個圖元的紅綠藍(Red Green Blue，RGB)顏色資訊；轉換模組：用於根據公式：亮度L=(max+min)/2，將所讀取的每個圖元的RGB顏色資訊轉換為色調飽和度亮度(Hue Saturation Lightness，HSL)顏色資訊中的亮度分量，其中，max為每個圖元的R、G、B三個顏色分量中最大的分量值，min為每個圖元的R、G、B三個顏色分量中最小的分量值；計算模組：用於計算所有圖元所轉換的HSL顏色資訊中亮度的平均值，並將該平均值作為當前環境光源強度；及調節模組：用於判定環境光源強度的強度等級，參照預先設定的配置參數，調節背光光源的亮度為該強度等級對應的亮度等級。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的背光亮度調節系統，所述設定模組還用於設定一個時間間隔，及所述讀取模組每隔該時間間隔，重新啟動移動電子設備的前置攝像頭捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片運算後輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊。
  3. 一種背光亮度調節方法，應用於移動電子設備，該方法包括：設定步驟：預先設定根據環境光源強度的強度等級調節背光亮度的配 置參數；讀取步驟：啟動移動電子設備的前置攝像頭捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片運算後輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊；轉換步驟：根據公式：亮度L=(max+min)/2，將所讀取的每個圖元的RGB顏色資訊轉換為HSL顏色資訊中的亮度分量，其中，max為每個圖元的R、G、B三個顏色分量中最大的分量值，min為每個圖元的R、G、B三個顏色分量中最小的分量值；計算步驟：計算所有圖元所轉換的HSL顏色資訊中亮度的平均值，並將該平均值作為當前環境光源強度；及調節步驟：判定環境光源強度的強度等級，參照預先設定的配置參數，調節背光光源的亮度為該強度等級對應的亮度等級。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的背光亮度調節方法，所述設定步驟還包括設定一個時間間隔；及所述讀取步驟還包括每隔該時間間隔，重新啟動移動電子設備的前置攝像頭捕捉光學圖像，讀取圖像處理晶片運算後輸出的數位圖像中每個圖元的RGB顏色資訊。
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