一種基於環境光變化的戶外led顯示屏亮度自動調節方法及系統的製作方法

2023-10-23 15:41:22 3

專利名稱：一種基於環境光變化的戶外led顯示屏亮度自動調節方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及LED顯示屏亮度調節領域，具體地講，涉及一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節方法及系統。
背景技術：
隨著LED技術的不斷發展，戶外LED顯示屏的應用越來越廣泛，主要涉及公益宣傳、媒體廣告、企業形象以及公共場所的信息宣傳等。與傳統的帆布廣告、燈箱廣告相比，LED顯示屏以下優點
I)大畫面、視覺感強、亮度高、壽命長，易於吸引人們的注意力。 2)內容更新方便快速，內容種類豐富，包括專題、專欄、綜藝、動畫、廣播劇、電視劇，節目間隙插播廣告。3)外觀新穎獨特，提升城市形象，豐富居民文化生活。LED顯示屏獨特的顯示風格使其得到了廣泛的應用。LED顯示屏是由一系列LED(即發光二極體)點陣構成，目前主要使用紅、綠、藍三種顏色的LED。把紅色和綠色放在一起組成一個像素的顯示屏就叫做雙色屏或彩色屏；把紅、綠、藍三種像素放在一起組成一個像素的顯示屏就叫做全彩屏。戶外LED顯示屏的像素直徑及像素間距目前沒有十分統一的標準，按每平米像素數量大約有1024點，1600點，2000點，2500點，4096點等多種規格。以每平米2000點的全彩LED顯示屏例，共有2000*3 = 6000個LED,有的顯示屏每個像素可能有4個LED,則每平米共有8000個LED。每個LED的工作電流為O. 02A，工作電壓為5V，其每平米功耗
O.02A * 5V * 6000 = 600W可見，LED顯示屏的功耗十分巨大，大規模推廣應用必須考慮如何把功耗降低的問題。LED的亮度是由LED兩端的電壓以及流過LED的電流大小決定的。常見的調節LED顯示屏亮度的方法有兩種調節電流和脈寬調製(PWM)。由於脈寬調製具有更大的靈活性，且適合於數字控制，使用較多。另外，不同的時間和地點，環境光的亮度變化極大，如果LED顯示屏的播放亮度大於環境亮度60%，就會對人眼造成光汙染，使人眼不適應。因此，設計LED顯示屏亮度自動調節系統是非常必要的。

發明內容
本發明針對以上問題，提出一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節方法及系統。本發明採用如下技術手段實現發明目的
一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節方法，其特徵在於，包括如下步
驟(O圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊；
(2)圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表；
(3)亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制系統；
(4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度。作為對本技術方案的進一步限定，所述步驟(2)包括如下步驟
(2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍三種顏色組成，根據這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y亮度=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B
其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍顏色的像素值；
(2. 2)亮度提取計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yw=(亮度圖中所有像素值之和)/像素點數 即得到當前環境光亮度大小；
一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節系統，其特徵在於，包括
攝像頭米集LED顯不屏周圍環境的圖像；
圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊；
圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表；
亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制模塊；
LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度。作為對本技術方案的進一步限定，所述圖像處理模塊包括
亮度圖生成單元把彩色圖像轉化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍三種顏色組成，根據這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y德=O. 299*R + O. 587*G + O.114*B
R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍顏色的像素值；亮度提取單元計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yws =亮度圖中所有像素值之和/像素點數 即得到當前環境光亮度大小。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明針對戶外LED顯示屏功耗巨大問題以及LED顯示屏的光汙染問題，提出了一種通過圖像處理技術採集環境光亮度，然後根據環境光亮度調節LED顯示屏亮度的解決方法，能夠極大的減少LED顯示屏的功耗，適應各種天氣變化，並且不會造成光汙染。


圖I為本發明優選實施例的系統方框圖。圖2為本發明專利的圖像處理模塊中亮度圖的生成流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和優選實施例對本發明作更進一步的詳細描述。參見圖I、圖2，本發明包括如下步驟
(O圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊； (2)圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表；
(3)亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制系統；
(4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度。所述步驟(2)包括如下步驟
(2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍三種顏色組成，根據這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y亮度=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B
其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍顏色的像素值；
(2. 2)亮度提取計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yws =亮度圖中所有像素值之和/像素點數 即得到當前環境光亮度大小；
一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節系統，包括
攝像頭米集LED顯不屏周圍環境的圖像；
圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊；
圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表；
亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制模塊；其具體實施方法
根據LED顯示屏的亮度調節等級，將整個亮度空間進行劃分。例如，對一個三級調節的LED顯示屏，只有三種亮度大小，即低亮度、正常、高亮度。因此，對應亮度轉換表只有三種輸出，而亮度轉換表輸入數據是0-255，有256個輸入。亮度轉換表的作用就是將256中輸入數據對應到這三種輸出上。完成亮度轉換後，將對應的亮度轉換表輸出數據發送給LED顯示屏亮度控制模塊；
LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，對應改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度，亮度越大，脈衝寬度越寬；亮度越小，脈衝寬度越小。
所述圖像處理模塊包括
1)亮度圖生成單元把彩色圖像轉化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍三種顏色組成，根據這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y亮度=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B
其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍顏色的像素值；
2)亮度提取單元計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yws =亮度圖中所有像素值之和/像素點數
即得到當前環境光亮度大小。
當然，上述說明並非對本發明的限制，本發明也不僅限於上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本發明的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節方法，其特徵在於，包括如下步驟 (O圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊； (2)圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表； (3)亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制系統； (4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度。
2.根據權利要求I所述基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節方法，其特徵在於，所述步驟(2)包括如下步驟 (2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍三種顏色組成，根據這三種顏色計算亮度圖像的公式為Y練=O. 299*R + O. 587*G + O.114*B R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍顏色的像素值；(2. 2)亮度提取計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下 Yw=(亮度圖中所有像素值之和)/像素點數 即得到當前環境光亮度大小； 一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節系統，其特徵在於，包括 攝像頭米集LED顯不屏周圍環境的圖像； 圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊； 圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表； 亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制模塊； LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度。
3.根據權利要求3所述的基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節系統，其特徵在於，所述圖像處理模塊包括 亮度圖生成單元把彩色圖像轉化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍三種顏色組成，根據這三種顏色計算亮度圖的公式為Y (亮度)=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B 其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍顏色的像素值； 亮度提取單元計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下 Yw=(亮度圖中所有像素值之和)/像素點數 即得到當前環境光亮度大小。
全文摘要
本發明公開了一種基於環境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調節方法及系統，其特徵在於，包括如下步驟圖像採集模塊根據設定的時間間隔，通過攝像頭採集LED顯示屏周圍環境的圖像，並將圖像發送給圖像處理模塊；圖像處理模塊接收圖像採集模塊發送的圖像數據，對圖像數據進行處理，提取環境光亮度數據，並將環境光亮度數據發送給亮度轉換表；亮度轉換表接收圖像處理模塊發送的環境光亮度數據，輸出對應的LED顯示屏亮度控制數據到LED顯示屏控制系統；LED顯示屏控制模塊接收亮度轉換表發送的LED顯示屏亮度控制數據，改變脈衝寬度，從而調節LED顯示屏的亮度。
文檔編號G09G3/32GK102693698SQ20121021007
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者周莉, 孫濤, 高園園 申請人:濟南大學