專利名稱：一種基于環(huán)境光變化的戶外led顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED顯示屏亮度調(diào)節(jié)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，戶外LED顯示屏的應(yīng)用越來越廣泛，主要涉及公益宣傳、媒體廣告、企業(yè)形象以及公共場(chǎng)所的信息宣傳等。與傳統(tǒng)的帆布廣告、燈箱廣告相比，LED顯示屏以下優(yōu)點(diǎn)
I)大畫面、視覺感強(qiáng)、亮度高、壽命長(zhǎng)，易于吸引人們的注意力。 2)內(nèi)容更新方便快速，內(nèi)容種類豐富，包括專題、專欄、綜藝、動(dòng)畫、廣播劇、電視劇，節(jié)目間隙插播廣告。3)外觀新穎獨(dú)特，提升城市形象，豐富居民文化生活。LED顯示屏獨(dú)特的顯示風(fēng)格使其得到了廣泛的應(yīng)用。LED顯示屏是由一系列LED(即發(fā)光二極管)點(diǎn)陣構(gòu)成，目前主要使用紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED。把紅色和綠色放在一起組成一個(gè)像素的顯示屏就叫做雙色屏或彩色屏；把紅、綠、藍(lán)三種像素放在一起組成一個(gè)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(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按每平米像素?cái)?shù)量大約有1024點(diǎn)，1600點(diǎn)，2000點(diǎn)，2500點(diǎn)，4096點(diǎn)等多種規(guī)格。以每平米2000點(diǎn)的全彩LED顯示屏例，共有2000*3 = 6000個(gè)LED,有的顯示屏每個(gè)像素可能有4個(gè)LED,則每平米共有8000個(gè)LED。每個(gè)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(guī)模推廣應(yīng)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(diào)節(jié)LED顯示屏亮度的方法有兩種調(diào)節(jié)電流和脈寬調(diào)制(PWM)。由于脈寬調(diào)制具有更大的靈活性，且適合于數(shù)字控制，使用較多。另外，不同的時(shí)間和地點(diǎn)，環(huán)境光的亮度變化極大，如果LED顯示屏的播放亮度大于環(huán)境亮度60%，就會(huì)對(duì)人眼造成光污染，使人眼不適應(yīng)。因此，設(shè)計(jì)LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問題，提出一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的
一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步
驟(O圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；
(2)圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
(3)亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)；
(4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)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(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計(jì)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(lán)顏色的像素值；
(2. 2)亮度提取計(jì)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(diǎn)數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大??；
一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括
攝像頭米集LED顯不屏周圍環(huán)境的圖像；
圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；
圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制模塊；
LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)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(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計(jì)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(lán)顏色的像素值；亮度提取單元計(jì)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(diǎn)數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明針對(duì)戶外LED顯示屏功耗巨大問題以及LED顯示屏的光污染問題，提出了一種通過圖像處理技術(shù)采集環(huán)境光亮度，然后根據(jù)環(huán)境光亮度調(diào)節(jié)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(yīng)各種天氣變化，并且不會(huì)造成光污染。
圖I為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖。圖2為本發(fā)明專利的圖像處理模塊中亮度圖的生成流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖I、圖2，本發(fā)明包括如下步驟
(O圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊； (2)圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
(3)亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)；
(4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)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(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計(jì)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(lán)顏色的像素值；
(2. 2)亮度提取計(jì)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(diǎn)數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小；
一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括
攝像頭米集LED顯不屏周圍環(huán)境的圖像；
圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；
圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制模塊；其具體實(shí)施方法
根據(jù)LED顯示屏的亮度調(diào)節(jié)等級(jí)，將整個(gè)亮度空間進(jìn)行劃分。例如，對(duì)一個(gè)三級(jí)調(diào)節(jié)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(duì)應(yīng)亮度轉(zhuǎn)換表只有三種輸出，而亮度轉(zhuǎn)換表輸入數(shù)據(jù)是0-255，有256個(gè)輸入。亮度轉(zhuǎn)換表的作用就是將256中輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)到這三種輸出上。完成亮度轉(zhuǎn)換后，將對(duì)應(yīng)的亮度轉(zhuǎn)換表輸出數(shù)據(jù)發(fā)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(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度，亮度越大，脈沖寬度越寬；亮度越小，脈沖寬度越小。
所述圖像處理模塊包括
1)亮度圖生成單元把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計(jì)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(lán)顏色的像素值；
2)亮度提取單元計(jì)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(diǎn)數(shù)
即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小。
當(dāng)然，上述說明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟 (O圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊； (2)圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表； (3)亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)； (4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟(2)包括如下步驟 (2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計(jì)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(lán)顏色的像素值；(2. 2)亮度提取計(jì)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(diǎn)數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大??； 一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括 攝像頭米集LED顯不屏周圍環(huán)境的圖像； 圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊； 圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表； 亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制模塊； LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊包括 亮度圖生成單元把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計(jì)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(lán)顏色的像素值； 亮度提取單元計(jì)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(diǎn)數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；圖像處理模塊接收?qǐng)D像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；亮度轉(zhuǎn)換表接收?qǐng)D像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)；LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。
文檔編號(hào)G09G3/32GK102693698SQ20121021007
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者周莉, 孫濤, 高園園 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)