提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频信号的背景光显示领域，尤其涉及一种为显示图像提供背景光显示的调光系统及方法，该调光系统集视频信号采集、处理、计算调光控制信号以及同步播放视频信号和用灯具显示色彩特征于一体，可以为任意一个显示器提供与视频内容同步的背景光清染功能。
【背景技术】
[0002]视觉是人类最重要的感知功能，人类主要是通过视觉获取外部信息的，机器视觉就是用各种成像系统代替视觉器官作为输入手段，由计算机来代替大脑完成处理的一种方法，机器视觉研究中经常用图像处理技术进行特征提取，首先将像素分布、亮度和颜色等信息转变成数字信号，然后通过这些信号进行各种运算来实现目标特征的提取，最后根据提取的特征控制现场的设备。
[0003]随着多媒体技术的广泛应用，各种具有显示屏的电子设备，例如电脑、手机、平板、电视等走进了千家万户，成为人们的日常家庭用品或办公用品。对于这些设备，现有技术中有提供相应的背景光光源，使得使用者在观看视频的时候，能够在背景光的烘托下，看到色彩丰富、美轮美奂的画面。
[0004]但是，在现有技术和产品中，通常的做法是将具有根据图像生成背景光功能的显示器上集成可以变色的LED光源，并可直接从其显示的视频信号中提取图像帧，经处理后控制内置的光源变色。这种传统装置的缺点主要是根据图像色彩特征产生背景光的功能都是针对并集成到一个单一的显示器中的，不能为其它显示器提供背景光功能或提供照明功會K。
[0005]然而，现有的显示设备，越来越向轻薄化发展，这使得在体积和尺寸都有限的电子设备中，难以安装提供背景光的具有电路控制模块和内置光源的背景光系统。而且即使勉强安装了背景光系统，这也使得这些电子设备显示屏的尺寸受到影响而可能得不到较佳的视频观看效果，而如果保证了显示屏的尺寸足够大和宽，则内置光源需要设置在显示屏周围的有限空间内，其又不能提供较佳的背景光效果，即在有限尺寸的显示设备中，无法合适地设计显示屏和背景光源的尺寸比例而获得较佳的画面效果。另外，这种一体式结构也引发了万一这种提供背景光功能的装置如光源损坏的话需要整体维修整个显示器，这无疑增加了维修和保养成本。还值得注意的是，这种具有提供背景光功能的显示器其使用的光源是专门用于背景光的光源，所以在选择的范围上比较窄，制造成本上比较高，相应地在整个显示器的成本上都相对较高，急需改进。
[0006]另外一方面，在观看视频的时候，背景光保持画面颜色的真实性以及与视频画面的同步性也至关重要，所以，视频内容与背景光同步是提高人们视觉享受的关键因素，而且如何保持视频播放与色彩显示同步也一直是人们研究的热点。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其可以为任意一个显示器提供背景光渲染功能，增强图像颜色扩展的效果。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其可以使背景光显示和视频播放同步，从而提高视频观看享受。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其调光系统集视频信号采集、处理、计算调光控制信号、控制灯具发光以及播放视频信号于一体，可以同时为多个显示器提供背景光，并且显示器无需专门使用内置光源来提供背景光，扩大了应用范围。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其中所述调光系统中的光源可以独立于显示器之外，这使得形成背景光的光源的灯具的数量和位置可以灵活选择，只要具备调色和通信功能即可，从而可以与不同尺寸和形状的显示器进行搭配，使用更加方便，选择范围也更加广泛。
[0011]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，所述调光系统中用来进行视频图像处理和光效控制的装置可以是独立的设备，从而可以与任意的显示器组合起来，以为所述显示器提供背景光渲染的作用；也可以集成在显示器中，如集成在具有显示屏的电子设备如手机、个子数字助理、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、电视机等电子设备中，并控制独立的光源，以提供背景光显示。
[0012]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，当使用者具有多个具有显示屏的电子设备时，所述调光系统可以根据需要与这些电子设备搭配，从而为这些电子设备提供背景光显示的功能，从而使用方便，例如可以使所述调光系统在不同电子设备之间切换使用，更具体地，如应用于搭配电脑后，又可以取下所述调光系统而应用于电视机。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，因为所述调光系统可以是额外的装置，所以本发明对原有的具有显示屏的电子设备不需要或改动较小，就可以与这些原来不带有背景光调节功能的设备进行整合，以为其提供背景光调节作用。
[0014]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其中所述调光系统包括的处理器不但可以将不同的色彩特征转换为对应于每个灯具的调光信号，还可以处理网络通信协议，将调光信号与灯具的地址封装成一个数据包发送给灯具，可以准确地给目标色彩特征匹配相应的灯具，提高了调光的效率。
[0015]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其中当所述调光系统独立于显示器之外时，其可以自动获取显示器上的图像的视频信息、并进行处理以提取图像的色彩特征，进而根据图像的色彩特征自动调节光显示系统的亮度和颜色，方便高效。
[0016]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其进一步提供一种提取色彩特征的方法，通过将图像划分为几个区域，给每个区域配备相应的灯具，使得每个区域都有对应的灯具，其中每个灯具的色彩由其相匹配的图像区域的色彩决定，当提取出图像的色彩后，即可知道相应灯具的色彩，方便给图像区域调光，使得调光更加高效、更加便捷。
[0017]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其通过将视频信号经采集解码后分成两份，一份保存另一份进行处理，并且通过设置一同步时钟，当同步时钟触发时，同时进行播放显示和灯具显示，使背景光与视频内容同步，解决了传统的视频显示与灯具显示不同步的问题，使得视频画面色彩更加真实，满足人们观看时对视频色彩的视觉需求。
[0018]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，其中所述调光系统中的控制器与光源之间可以采用有线通信方式连接，也可以采用无线通信方式连接，使得所述调光系统可以更加灵活、更加方便地设于视频源和灯具之间。
[0019]本发明的另一目的在于提供一种提供背景光显示和同步播放视频的方法及其装置和系统，所述光源可以是包括具有调色和通信功能LED灯具，以方便与所述调光系统连接，方便实现所述调光系统为任何一个显示器提供背景光。
[0020]为满足本发明的以上目的以及本发明的其他目的及优势，本发明提供一种提供背景光显示的调光系统，以用于给至少一显示器提供背景光，其包括:
[0021]—光源，所述光源包括独立于所述显示器之外的一个或多个灯具，各个所述灯具适合于在使用时安装于所述显示器周围；和
[0022]—控制器，其中所述光源可通信地与所述控制器相联接，并且所述控制器适合于将一视频源的视频信号进行分析处理，并且根据所述视频信号的处理结果将控制指令发送给所述光源，从而所述光源的所述灯具基于所述控制指令发光，以为所述显示器提供所述背景光。
[0023]优选地，其中所述控制器包括:
[0024]—视频信号采集解码模块，以用于采集和解码所述视频源的所述视频信号；
[0025]—图像处理模块，接收所述视频信号采集解码模块传输的信号并进行色度分析处理；
[0026]—图像色彩特征提取模块，从所述图像处理模块提取的像素中提取目标色彩特征；
[0027]—光色匹配模块，对所述目标色彩特征进行查表或计算得到与所述目标色彩特征相匹配的驱动所述灯具发光的驱动信号，发送所述控制指令；
[0028]—调光控制模块，接收所述光色匹配模块发送的所述控制指令并处理，然后发送给所述光源，并控制相应的所述灯具发光；和
[0029]—视频信号编码模块，编码所述视频信号采集解码模块传输的信号用于显示。
[0030]优选地，其中所述图像处理模块将获得的像素数据转换为CIE-xy坐标，所述图像色彩特征提取模块将获得的像素数据转换为CIE-xy色品坐标。
[0031]优选地，其中各个所述灯具是具有调色功能的LED灯具。
[0032]优选地，其中所述调光控制模块包括:
[0033]—存储器，存储每所述灯具的地址及每所述灯具相对于所述显示器的位置或者所述灯具之间的相对位置；
[0034]—第一处理器，接收所述光色匹配模块传输的所述控制指令，将不同的色彩特征转换为对应于每所述灯具的调光信号，并处理网络通信协议，将所述调光信号与所述灯具的地址封装成一数据包；和
[0035]—第一通信子模块，按照所述第一处理器的所述控制指令将所述数据包发送给相应的所述灯具。
[0036]优选地，其中所述LED灯具包括一第二通信子模块、一第二处理器、一驱动器和至少一 LED芯片，其中所述第二通信子模块接收所述调光控制模块发送的控制指令，所述第二处理器将所述控制指令转换为调光信号发送给所述驱动器，所述驱动器向所述LED芯片输出具有所述控制指令规定的幅值或均值的驱动电流，得以使所述LED灯具进行调色。
[0037]优选地，所述调光控制模块与所述LED灯具之间通过有线连接或无线连接的方式可通信地联接。
[0038]优选地，所述有线连接的通信方式选自DMX512、CAN和Modbus中的一种或几种，所述无线连接的通信方式选自W1-F1、ZigBee、Bluetooth、RFID和红外中的一种或几种。
[0039]优选地，其中所述控制器是独立于所述显示器之外的外置的控制器，在使用时，与所述显示器相联接，以采集所述视频源的所述视频信号并进行处理并且控制所述光源的发光。
[0040]优选地，其中所述控制器一体地集成于具有所述显示器的电子设备。
[0041]优选地，其中所述电子设备选自手机、个人数字助理、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑和电视机中的一种或几种。
[0042]根据本发明的另外一方面，本发明还提供一种提供背景光显示的控制器，其用于控制与其可通信联接的光源，以用于给至少一显