一种自动调节屏幕亮度的方法、系统和头戴显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种自动调节屏幕亮度的方法、系统和头戴显示设备。
【背景技术】
[0002]头戴显示设备逐渐进入大众视野，首先在娱乐领域得到很好的发展，头戴显示技术将二维平面的画面以更加立体的形象呈现给玩家，使玩家产生身临其境的真实感；而后相继在军事、文娱等多方面技术领域得到广泛的应用。
[0003]随着技术的发展，对头戴显示设备提出了越来越高的要求，如何自动改变头戴显示设备亮度，取代传统的手动调节，提高头戴显示设备的性能和用户体验，将会对产品在视场中的竞争力产生极大的影响。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种自动调节屏幕亮度的方法、系统和头戴显示设备，以实现自动调节屏幕亮度，提高用户的体验效果。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一方面，本发明提供了一种自动调节屏幕亮度的方法，所述方法包括:
[0007]按照设定的图像采集频率采集人眼瞳孔图像；
[0008]统计每一次采集到的人眼瞳孔图像的每个像素点的亮度值，将低于预先设定的亮度阈值的像素点标记为低亮度像素点；
[0009]计算所述低亮度像素点所在区域的面积与预先设定的正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值；
[0010]根据所述差值，自动调节所述屏幕亮度。
[0011]优选地，所述根据所述差值，自动调节所述屏幕亮度包括:
[0012]若所述差值为正值且大于预先设定的正差值阈值，则增加所述屏幕亮度；对增加屏幕亮度后再次采集的人眼瞳孔图像重新计算出所述差值，若所述差值仍为正值且大于所述预先设定的正差值阈值，则继续增加所述屏幕亮度直至重新计算出的所述差值小于所述预先设定的正差值阈值；
[0013]若所述差值为负值且小于预先设定的负差值阈值，则减小所述屏幕亮度；对减小屏幕亮度后再次采集的人眼瞳孔图像重新计算出所述差值，若所述差值仍为负值且小于所述预先设定的负差值阈值，则继续减小所述屏幕亮度直至重新计算出的所述差值大于所述预先设定的负差值阈值；
[0014]若所述差值大于所述预先设定的负差值阈值且小于所述预先设定的正差值阈值，则维持所述屏幕亮度。
[0015]优选地，所述计算所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值包括:
[0016]统计所述低亮度像素点的个数，以及统计正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数；
[0017]根据所述低亮度像素点的个数与正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数计算所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值。
[0018]进一步优选地，所述根据所述低亮度像素点的个数与正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数计算所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值具体包括:
[0019]根据公式Λ S = mXN/P计算所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值；
[0020]其中，Λ S为低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值，m为低亮度像素点的个数与正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数的差值，P为所述人眼瞳孔图像的总像素个数，N为CCD图像传感器的尺寸。
[0021]基于外部光线较弱时，人眼瞳孔会相应扩大，外部光线较强时，人眼瞳孔会相应缩小的规律，本发明实施例的方法通过按照设定的图像采集频率采集人眼瞳孔图像，统计人眼瞳孔图像的每一像素点的亮度，将低于预先设定的亮度阈值的像素点标记为低亮度像素点，根据低亮度像素点所在区域的面积与预先设定的正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值，自动调节屏幕亮度，从而达到屏幕亮度自动调节的目的。
[0022]在优选方案中，根据低亮度像素点的个数和正常亮度时低于亮度阈值的像素点的个数计算低亮度区域与正常亮度时瞳孔面积的差值，不同于计算复杂度较高的数学几何求取面积差值的方法，该优选方案能够有效减小运算复杂度，节省运行空间。
[0023]另一方面，本发明提供了一种自动调节屏幕亮度的系统，所述系统包括:
[0024]探测器，用于按照设定的图像采集频率采集人眼瞳孔图像；
[0025]亮度处理单元，用于统计每一次采集到的人眼瞳孔图像的每个像素点的亮度值，将低于预先设定的亮度阈值的像素点标记为低亮度像素点；以及计算所述低亮度像素点所在区域的面积与预先设定的正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值；
[0026]亮度调节单元，用于根据所述亮度处理单元获得的所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度时人眼瞳孔的面积阈值的差值，自动调节所述屏幕亮度。
[0027]优选地，所述亮度调节单元包括:
[0028]增加亮度模块，用于若所述差值为正值且大于预先设定的正差值阈值，则增加所述屏幕亮度；对增加屏幕亮度后再次采集的人眼瞳孔图像重新计算出所述差值，若所述差值仍为正值且大于所述预先设定的正差值阈值，则继续增加所述屏幕亮度直至重新计算出的所述差值小于所述预先设定的正差值阈值；
[0029]减小亮度模块，用于若所述差值为负值且小于预先设定的负差值阈值，则减小所述屏幕亮度；对减小屏幕亮度后再次采集的人眼瞳孔图像重新计算出所述差值，若所述差值仍为负值且小于所述预先设定的负差值阈值，则继续减小所述屏幕亮度直至重新计算出的所述差值大于所述预先设定的负差值阈值；
[0030]维持亮度模块，用于若所述差值大于所述预先设定的负差值阈值且小于所述预先设定的正差值阈值，则维持所述屏幕亮度。
[0031]优选地，所述亮度处理单元包括:
[0032]个数统计模块，用于统计所述低亮度像素点的个数，以及统计正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数；
[0033]差值计算模块，用于根据所述低亮度像素点的个数与正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数计算所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值。
[0034]进一步优选地，所述差值计算模块，具体用于根据公式AS = mXN/P计算所述低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值；
[0035]其中，Λ S为低亮度像素值所在区域的面积与所述正常亮度人眼瞳孔的面积阈值的差值，m为低亮度像素点的个数与正常亮度时低于所述亮度阈值的像素点的个数的差值，P为所述人眼瞳孔图像的总像素个数，N为CCD图像传感器的尺寸。
[0036]基于外部光线较弱时，人眼瞳孔会相应扩大，外部光线较强时，人眼瞳孔会相应缩小的规律，本技术方案的探测器按照预先设定的图像采集频率采集人眼瞳孔图像，亮度处理单元计算探测器每一次采集到人眼瞳孔图像的低亮度像素点所在区域的面积与正常亮度时人眼瞳孔的面积阈值的差值，亮度调节单元根据亮度处理单元获得的差值自动调节屏幕亮度。
[0037]在优选方案中，亮度处理单元根据低亮度像素点的个数和正常亮度时低于亮度阈值的像素点的个数计算低亮度区域与正常亮度时瞳孔面积的差值，不同于计算复杂度较高的几何求取上述面积差值的方法，该优选方案能够有效减小运算复杂度，节省运行空间。
[0038]又一方面，本发明提供了一种头戴显示设备，包括显示器、目镜以及上述技术方案提供的自动调节屏幕亮度的系统。
[0039]优选地，所述自动调节屏幕亮度的系统的探测器安装在头戴显示设备的目镜上。
[0040]本技术方案的头戴显示设备能够自动调节显示屏幕的亮度，不同于手动调节显示屏幕的亮度方案，从而增加了头戴显示设备的性能，提高用户体验效果。
【附图说明】
[0041]图1为本发明实施例提供的一种自动调节屏幕亮度的方法的流程图；
[0042]图2为本发明实施例提供的一种自动调节屏幕亮度的系统的结构示意图；
[0043]图3为本发明