LED点阵自适应显示系统的制作方法

文档序号:13669789阅读:193来源:国知局
LED点阵自适应显示系统的制作方法

本实用新型涉及LED领域,具体是一种LED点阵自适应显示系统。



背景技术:

20世纪90年代LED技术的长足进步,不仅是发光效率超过了白炽灯,光强达到了烛光级,而且颜色也从红色到蓝色覆盖了整个可见光谱范围,这种从指示灯水平到超过通用光源水平的技术革命导致各种新的应用,诸如汽车信号灯、交通信号灯、室外全色大型显示屏以及特殊的照明光.

众所周知,LED由于具有节能、环保、可光控、固体化、长寿命等很多优点,已经被广泛应用于城市的公共照明、办公及室内照明等各个领域。LED的优势突出,若将用作信号传递工具,既美观,又能够直观向用户传递信息,从而能够显著提升用户体验。



技术实现要素:

本实用新型提供一种LED点阵自适应显示系统,为解决本实用新型的技术问题所采取的技术方案是:

一种LED点阵自适应显示系统,所述系统包括视觉模块、图像分析模块、中控模块、显示器、输入器以及LED点阵显示模块,所述视觉模块实时获取视频图像并将所述视频图像传输至所述图像分析模块,所述图像分析模块对所述视频图像进行分析,获取分析结果,并将所述分析结果发送至所述中控模块;所述视觉模块、图像分析模块、显示器、输入器以及LED点阵显示模块均与所述中控模块通讯连接;

所述显示器用于向用户显示LED点阵显示模块被点亮的场景;

所述输入器用于用户向所述中控模块输入所述LED点阵自适应显示系统所需参数。

进一步地,所述中控模块包括:

第一映射表管理模块,用于管理消息对照表,所述消息对照表用于管理图像分析模块的分析结果与点阵显示消息的对照关系;

点阵显示消息获取模块,用于根据像分析模块的分析结果得到点阵显示消息;

初始化参数获取模块,用于获取用户输入的初始化参数和图像信息;

第二映射表管理模块,用于管理点阵显示映射表,所述点阵显示映射表用于表征点阵显示消息与点阵显示出的图像信息的映射关系;

点阵显示信令初始生成单元,用于根据点阵显示消息以及用户输入的初始化参数生成点阵显示初始信令;

传输单元,用于将生成的点阵显示初始信令传输至LED点阵显示模块。

进一步地,所述第二映射表管理模块包括:

点阵显示消息管理单元,用于用户添加、删除和查询点阵显示消息;

记录添加单元,用于获取用户输入的图像信息以及用户输入的点阵显示消息构建记录,并将所述记录添加至映射表管理单元;所述点阵显示消息为在所述点阵显示消息管理单元存在记录的点阵显示消息。

进一步地,所述中控模块还包括:

第三映射表管理模块,用于管理点阵显示参数映射表,所述点阵显示参数映射表用于表征点阵显示消息与点阵显示参数的映射关系,所述点阵显示参数包括点阵显示颜色、点阵显示显示亮度以及点阵是否闪烁三个字段;

点阵显示信令二次生成单元,用于根据点阵显示消息在所述第三映射表管理模块得到点阵显示参数,根据所述点阵显示参数以及点阵显示初始信令生成点阵显示二级信令;

所述传输单元还用于将生成的点阵显示二级信令传输至LED点阵显示模块。

进一步地,所述LED点阵显示模块用于根据自身配置在所述点阵显示初始信令和所述点阵显示二级信令中择一响应。

进一步地,所述LED点阵显示模块包括:

定时器单元,用于设置响应点阵显示初始信令的第一计时器和响应点阵显示二级信令的第二计时器;

循环控制单元,用于根据所述第一计时器和第二计时器循环响应所述点阵显示初始信令和所述点阵显示二级信令。

本实用新型的有益效果:

本实用新型提供一种LED点阵自适应显示系统,能够自动获取视频图像,并进行图像分析,根据分析结果得到不同的点阵显示消息,并按照点阵显示消息对应的图像和显示参数自动点亮LED点阵显示模块,从而使得LED点阵显示模块发出不同的显示信息,实现了视频获取到信息输出的全程自动化,通过LED点阵显示模块发光来进行信息传递不仅有信息传递准确的优点,而且具有趣味性和美观性。

附图说明

图1为本实用新型一种LED点阵自适应显示系统;

图2为本实用新型中控模块框图;

图3为本实用新型驱动电路改进示意图;

图4为本实用新型中图像分析模块框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示,一种LED点阵自适应显示系统,所述系统包括视觉模块101、图像分析模块102、中控模块103、显示器104、输入器105以及LED点阵显示模块106,所述视觉模块101实时获取视频图像并将所述视频图像传输至所述图像分析模块102,所述图像分析模块102对所述视频图像进行分析,获取分析结果,并将所述分析结果发送至所述中控模块103;所述视觉模块101、图像分析模块102、显示器104、输入器105以及LED点阵显示模块106均与所述中控模块103通讯连接;

所述显示器104用于向用户显示LED点阵显示模块被点亮的场景;

所述输入器105用于用户向所述中控模块输入所述LED点阵自适应显示系统所需参数。

如图2所示,所述中控模块103包括:

第一映射表管理模块1031,用于管理消息对照表,所述消息对照表用于管理图像分析模块的分析结果与点阵显示消息的对照关系。

图像分析模块102可以依据多个主题进行分析,每个主题对应多个分析结果。具体地,本实用新型实施例中所述分析结果为目标密度,不同的目标密度对应不同的点阵显示消息。

点阵显示消息获取模块1032,用于根据像分析模块的分析结果得到点阵显示消息。

具体地,根据目标密度在所述消息对照表即可得到点阵显示消息。

初始化参数获取模块1033,用于获取用户输入的初始化参数和图像信息。

第二映射表管理模块1034,用于管理点阵显示映射表,所述点阵显示映射表用于表征点阵显示消息与点阵显示出的图像信息的映射关系。

具体地,所述第二映射表管理模块1034包括:

点阵显示消息管理单元10341,用于用户添加、删除和查询点阵显示消息;

记录添加单元10342,用于获取用户输入的图像信息以及用户输入的点阵显示消息构建记录,并将所述记录添加至映射表管理单元;所述点阵显示消息为在所述点阵显示消息管理单元存在记录的点阵显示消息。

比如,显示消息1、2、3、4分别对应目标密度为低、中、高和很高;用户一共输入了4个图像信息,分别为图像1、图像2、图像3和图像4,在点阵显示映射表若显示消息1对应图像1,则当分析结果中目标密度为低时,即对应显示图像1。

可见,分析结果、点阵显示消息以及点阵显示出的图像信息均为一一对应。

点阵显示信令初始生成单元1035,用于根据点阵显示消息以及用户输入的初始化参数生成点阵显示初始信令。

点阵显示信令初始生成单元只根据初始化参数和点阵显示消息得到点阵显示初始信令,所述点阵显示初始信令使用默认的点阵显示参数。

比如,默认设置显示颜色为红色、亮度为中等,不闪烁,则点阵显示初始信令即驱动LED点阵显示模块显示红色的亮度为中等的图像信息,并且不闪烁。

第三映射表管理模块1036,用于管理点阵显示参数映射表,所述点阵显示参数映射表用于表征点阵显示消息与点阵显示参数的映射关系,所述点阵显示参数包括点阵显示颜色、点阵显示显示亮度以及点阵是否闪烁三个字段。

点阵显示信令二次生成单元1037,用于根据点阵显示消息在所述第三映射表管理模块得到点阵显示参数,根据所述点阵显示参数以及点阵显示初始信令生成点阵显示二级信令。

点阵显示二级信令不同于点阵显示初始信令,其对于点阵显示参数有具体的规定。

相较于上述举例的点阵显示初始信令,若在第三映射表管理模块得到的点阵显示参数为显示颜色为黄、亮度为高等,闪烁,则点阵显示二级信令即驱动LED点阵显示模块显示黄色的亮度为高等的图像信息,并且闪烁。

传输单元1038,用于将生成的点阵显示初始信令和点阵显示二级信令传输至LED点阵显示模块。

具体地,LED点阵显示模块有两种显示方式:

(1)所述LED点阵显示模块用于根据自身配置在所述点阵显示初始信令和所述点阵显示二级信令中择一响应。

(2)循环响应,这种显示方式中,所述LED点阵显示模块包括:

定时器单元,用于设置响应点阵显示初始信令的第一计时器和响应点阵显示二级信令的第二计时器;

循环控制单元,用于根据所述第一计时器和第二计时器循环响应所述点阵显示初始信令和所述点阵显示二级信令。

循环响应显示方式中,若点阵显示初始信令和点阵显示二级信令中的点阵显示参数不同,则产生多变的显示效果。

进一步地,LED点阵显示模块自动解析点阵显示初始信令和点阵显示二级信令中以得到初始化参数以及图像信息,并根据初始化参数以及图像信息自动生成点阵数据,并根据点阵显示参数显示与所述点阵数据相对应的点阵图像。

其中,图像信息可以是汉字、字母、数字、标点等字符,还可以是手写的任意图形。所述点阵图像为LED点阵的整体的图像,包括LED点阵中各点的亮暗情况。在一个具体实施方式中,LED点阵显示模块包括一图形区域初始化装置,所述图形区域初始化装置用于设置所述图像信息在所述LED点阵中的显示区域,其中,所述显示区域包括显示位置以及区域大小。例如,一个LED点阵的尺寸为32*32,包括从第1行到第32行、从第1列到第32列中的各个点,若显示位置为中心区域、区域大小为8*8,则用户输入的图像信息将被局限在该点阵第13行至第20行、第13列至第20列的区域内。其中,先将与图像信息对应的图片缩放至8*8单位的尺寸大小,然后对该图片进行二值化处理,最后将该二值化后的图片划分为8*8块并对每一块取样以生成相应的点阵图像。进一步地,在具体的点阵图像的显示过程中依据点阵显示参数进行显示。

本实用新型提供一种LED点阵自适应显示系统,能够自动获取视频图像,并进行图像分析,根据分析结果得到不同的点阵显示消息,并按照点阵显示消息对应的图像和显示参数自动点亮LED点阵显示模块,从而使得LED点阵显示模块发出不同的显示信息,实现了视频获取到信息输出的全程自动化,通过LED点阵显示模块发光来进行信息传递不仅有信息传递准确的优点,而且具有趣味性和美观性。

进一步地,本实用新型点亮LED点阵是基于图像分析的结果,下面本实用新型实施例以目标密度为主题,详细描述图像分析的过程。

具体地,所述图像分析模块用于分析视频图像中的目标密度,并将所述目标密度分为无密度、低密度、中密度、高密度和很高密度五个等级,其中低密度、中密度、高密度和很高密度四个等级中,每个等级对应一种点阵显示消息。

进一步地,如图3所示,为了提升所述LED点阵显示模块的性能,本实用新型实施例还对LED点阵显示模块中的LED灯的驱动电路进行了改进。本实用新型实施例中使用SD42524驱动芯片并改进驱动电路从而提升LED灯的性能。

具体地,SD42524驱动芯片包括SW、GND、SENS、VIN、ADJ、VDD、PWM、COMP8个端口。其中,VIN端口通过输入电容C1与接地端连接,SW端口与VIN端口通过正向导通的功率管D连接,由电感L和稳压电容C2构成的串联支路与功率管D并联,LED灯与电阻R与稳压电容C2并联,其中电阻R的两端分别与VIN端口和SENS端口相连,GND端口、ADJ端口、VDD端口均接地。

具体地,输入电容C1对功率管D提供启动时的脉冲电流,在D截止时输入电源对电容充电,以此来保证系统输入电压的稳定并减小输入开关产生的噪声。LED灯两端加上电容C2以此来减少输出电压的波纹,使得LED灯的显示性能更加稳定。

如图4所示,所述图像分析模块包括:

背景提取单元,用于提取当前视频图像的背景特征。

具体地,在所述背景提取单元中设为得到的k时刻像素点(x,y)背景特征,为k时刻像素点(x,y)背景预测特征,z(x,y,tk)为k时刻当前视频图像的像素点(x,y),则根据下述公式进行背景特征提取:

其中进一步地,h(x,y,tk)为预设的背景第一提取系数,A(x,y,tk)为预设的背景第二提取系数。进一步地,背景提取增益系数k(x,y,tk)满足下述公式:

k(x,y,tk)=αc(x,y,tk)+β[1-c(x,y,tk)],其中,α为预设的第一增益值,β为预设的第二增益值,Th(tk)为预设的前景目标分割阈值。

前景提取单元,用于提取当前视频图像的前景特征。

所述前景提取单元包括:

前景像素提取单元,用于将当前视频图像中的每个像素减去其对应的背景特征以得到当前前景图像;

前景二值化单元,用于根据当前前景图像生成前景二值化图像;所述前景二值化图像生成公式如下:

其中FB(x,y)表示前景二值化图像,F(x,y)表示当前前景图像,LEVEL为前景二值化的阈值。

第一密度过滤器,用于根据所述背景特征和所述前景特征判断当前视频的目标密度是否为无密度或低密度,若是,则根据具体结果发送至点阵显示消息获取模块。

所述第一密度过滤器包括:

第一密度提取单元,用于获取当前视频图像的第一密度,所述第一密度生成公式为其中NFB(x,y)为前景二值化图像的像素非0点的数量;Ntotal为前景二值化图像的总像素数量;

第一判断单元,用于根据第一密度和预设第一密度阈值判断当前视频的目标密度是否为无密度或低密度,若ρ1为0,则无密度,若0<ρ1≤ρ1th,则为低密度,其中ρ1th为第一密度阈值。

第二密度过滤器,用于在当前视频的目标密度不是无密度和低密度的情况下,判断当前视频的目标密度,并将判断结果传输至点阵显示消息获取模块。

具体地,在第二密度过滤器中,首先将当前前景图像灰度化得到M*M的灰度化图像;然后,根据得到的灰度化图像进行一次小波包分析和二次小波包分析得到20个子图像,对每个图像进行下述步骤以得到子图像对应的盒维数:

将大小为M*M的图像划分S*S块;

在每一个S*S的分块中,都有一个盒子柱S*S*S’,其中S’表示需要多少个盒子覆盖所述分块的整个灰度曲面。如果图像可允许最大灰度值为G,则G/S’=M/S;

计算每个分块的最大灰度值和最小灰度值,它们分别落在盒子k和l中,则设每个分块对应的N(r)=k-l+1,并计算盒维数d=log(SumN(r))/log(1/r);

变更分块数,得到其对应的盒维数,并对上述盒维数的计算结果进行拟合以得到子图像对应的盒维数;

根据上述步骤,得到当前前景图像的灰度化图像对应的盒维数矩阵;

将所述盒维数矩阵输入预设的基于LS-SVM的分类器,得到密度分析结果。所述分析结果表明当前图像的目标密度属于中密度、高密度还是很高密度。所述基于LS-SVM的分类器为现有技术,在此不再赘述。

本实用新型提供了一种LED点阵自适应显示系统,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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