一种LED灯阵的显示方法及装置与流程

本发明涉及智能显示技术领域，尤其涉及一种LED灯阵的显示方法及装置。

背景技术：

LED灯阵是目前智能硬件设备中常用的交互设备，通过控制LED灯阵可以显示不同的图像。对于智能机器人而言更是如此，灯阵常常作为机器人的表情，用于展示机器人的各种状态即心情，如果能更加精细地控制LED灯阵，使智能机器人能够展示丰富的表情，将大大提高用户的体验。

目前灯阵显示主要利用灯阵控制芯片通过串口通信，将一帧一帧的数据传给LED硬件设备来显示不同的画面，一帧灯阵的数据如下表1所示。

表1现有技术帧数据的数据格式

可见，现有技术并未对每帧数据的帧间时间进行控制，导致的结果是LED灯阵的帧切换一直是一个速度。对于动作时快时慢的动画，由于无法改变帧间时间，对动作缓慢的画面需要连续重复切换多帧相同的图像，因此现有技术的LED灯阵显示方法减少了数据存储空间，降低了数据处理速度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够控制帧间时间间隔的LED灯阵显示方法。

为此目的，本发明提出了一种LED灯阵的显示方法，包括:

获取多帧画面对应的帧数据；

设定所述帧数据对应的相邻帧数据之间的时间间隔；

根据所述多帧画面的帧数据和时间间隔，生成帧动画数据；

调用所述帧动画数据，根据设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示；

其中，所述相邻帧数据之间的时间间隔不同。

优选的，所述方法还包括：

接收开启灯阵显示功能的指令，加载既定的默认数据，并将所述默认数据发送至所述LED灯阵设备进行显示。

优选的，所述方法还包括：

若接收到灯阵播放请求，则停止将所述默认数据发送至所述LED灯阵设备进行显示。

优选的，所述依次将每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，具体包括：

若接收到灯阵播放请求，则解析所述灯阵播放请求，得到其中的指令信息，根据所述指令信息确定所对应的帧动画数据；

根据所述帧动画数据，按照设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至所述LED灯阵设备进行显示；

其中，所述指令信息分别与所述帧动画数据一一对应。

优选的，所述获取多帧画面对应的帧数据具体包括：

获取预设时间段内场景信息，根据所述场景信息确定所述预设时间段内的若干帧画面的帧数据。

优选的，所述场景信息包括既定的场景原语；所述场景原语由多帧画面组成，用于独立表示既定的图像含义。

优选的，所述获取预设时间段内场景信息，根据所述场景信息确定所述预设时间段内的若干帧画面的帧数据，具体包括：

获取预设时间段内的最高音强，确定最高音强对应的帧数据中各显示元素的对应位置；

根据所述各显示元素的对应位置，得到预设时间段内的其他音量对应的帧数据中各显示元素的对应位置。

优选的，所述帧动画数据包括:每帧画面的帧数据、相邻帧数据之间的时间间隔、帧数据的个数和校验信息。

另一方面，本发明还提供了一种LED灯阵的显示装置，包括:

获取模块，用于获取多帧画面对应的帧数据；

设定模块，用于设定所述帧数据对应的相邻帧数据之间的时间间隔；

生成模块，用于根据所述多帧画面的帧数据和时间间隔，生成帧动画数据；

显示模块，用于调用所述帧动画数据，根据设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示；

其中，所述相邻帧数据之间的时间间隔不同。

优选的，所述显示模块还用于接收开启灯阵显示功能的指令，加载既定的默认数据，并将所述默认数据发送至所述LED灯阵设备进行显示。

优选的，所述显示模块包括：

调用单元，用于在接收到灯阵播放请求时，解析所述灯阵播放请求，得到其中的指令信息，根据所述指令信息确定所对应的帧动画数据；

显示单元，用于根据所述帧动画数据，按照设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至所述LED灯阵设备进行显示；

其中，所述指令信息分别与所述帧动画数据一一对应。

优选的，所述获取模块包括：

获取单元，用于获取预设时间段内场景信息，根据所述场景信息实时确定预设时间段内的若干帧画面的帧数据。

优选的，所述场景信息包括既定的场景原语；所述场景原语由多帧画面组成，用于独立表示既定的图像含义。

优选的，所述获取单元具体包括：

第一获取子单元，用于获取预设时间段内的最高音强，确定最高音强对应的帧数据中各显示元素的对应位置；

第二获取子单元，用于根据所述各显示元素的对应位置，确定预设时间段内的其他音量对应的帧数据中各显示元素的对应位置。

优选的，所述帧动画数据包括:每帧画面的帧数据、相邻帧数据之间的时间间隔、帧数据的个数和校验信息。

本发明实施例提供的LED灯阵的显示方法及装置，针对不同的帧数据设定不同的时间间隔，按照设定的时间间隔，依次将每帧图像的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，改变了每帧图像的显示时间，通过对相邻帧数据之间的时间间隔进行调整，不仅可以减少帧的个数，降低存储空间的占用量，提高数据处理的速度，还可以显示完整丰富的LED表情，可以为机器人等智能硬件设备提供丰富的灯阵动画。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种LED灯阵的显示方法的流程示意图；

图2为本发明又一实施例提供的一种LED灯阵的显示方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种LED灯阵的显示方法的流程示意图；

图4为一种帧动画制作工具的界面示意图；

图5为本发明实施例提供的一种LED灯阵的显示装置框架示意图；

图6为本发明实施例提供的一种LED灯阵显示装置的显示模块的框架示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种LED灯阵的显示方法，包括:

S1：获取多帧画面对应的帧数据；

需要说明的是，“帧”就是影像动画中最小单位的单幅影像画面。一帧就是一副静止的画面，连续的帧就形成动画，如电视图像等。帧数，就是在1秒钟时间里传输的图片的张数，每一帧都是静止的一幅图像，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数愈多，所显示的动作就会愈流畅。每一帧画面都会对应一组帧数据，帧数据就是灯阵数组对应的二进制数据。举例来说，如下所示就是一帧画面的帧数据：

{1,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0},

{1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,1,0},

{1,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0},

{1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0},

{1,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0},

其中，“1”标识“亮”，“0”标识“暗”，0、1都表示一个元素，一个元素对应灯阵的一个LED灯，通过点亮指定位置的LED灯，可以形成不同的显示画面，即通过改变帧数据中指定位置的元素为1或0，可以形成满足要求的不同的显示画面。

S2：设定所述帧数据对应的相邻帧数据之间的时间间隔；其中，所述相邻帧数据之间的时间间隔不同。

需要说明的是，现有技术只是将一帧一帧的数据传输给LED灯阵设备，但是没有控制每帧数据之间的时间间隔，所有画面之间的切换都是一个速度。但是如果可以改变帧间时间，对于重复切换的帧，可以通过延长帧间时间间隔，即延长该帧图像的显示时间，而无需进行相同图像的重复切换，将减少重复图像的存储空间，提高数据处理的速度。本发明实施例提供的技术方案，可以根据动画设计的需要，改变不同帧画面的显示时间，设定相邻帧画面之间不同的时间间隔，通过延长重复切换的画面与下一个画面之间的时间间隔，来减少重复图像的存储空间，提高数据处理的速度，并同时给机器人等智能硬件设备提供丰富的灯阵动画。

S3：根据所述每帧画面的帧数据和时间间隔，生成帧动画数据；

其中，生成的帧动画数据包括：每帧画面的帧数据、相邻帧数据之间的时间间隔、帧数据的个数和校验信息。

为了能够控制灯阵显示帧动画就需要控制多个帧数据，同时能控制帧数据之间的时间间隔。举例来说，生成的帧动画数据文件可以采用如下表所述的格式。

其中，文件头(通常为4个字节)，用于标识此文件的格式，即用于表示这是个LED灯阵的文件。长度(通常为1个字节)，指的是此文件中的“帧”的个数。“帧”(通常为15个字节)是指一帧灯阵数据，从起始位到结束位，即步骤S1中提到的帧数据。帧间时间(通常为4字节)：一个int整数，单位是毫秒，表示此帧跟下一帧之间的时间间隔，用于更加准确地控制各个帧图像的的展示时间。校验位用于校验此文件的完整性。通过将灯阵动画文件格式标准化，方便更加灵活地操作控制灯阵进行显示。

S4：调用所述帧动画数据，根据设定的所述时间间隔，依次将所述每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示。

本发明实施例相邻帧数据之间的时间间隔不同，在进行灯阵显示时，依据设定的此帧与下一帧之间的时间间隔，按照帧的先后瞬间，依次将帧数据通过串口一帧一帧传输至LED灯阵设备进行显示。

本发明实施例提供的LED灯阵的显示方法，针对不同的帧数据设定不同的时间间隔，按照设定的时间间隔，依次将每帧图像的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，改变了每帧图像的显示时间，通过对相邻帧数据之间的时间间隔进行调整，不仅可以减少帧的个数，降低存储空间的占用量，提高数据处理的速度，还可以显示完整丰富的LED表情，可以为机器人等智能硬件设备提供丰富的灯阵动画。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的LED灯阵的显示方法还包括：

接收开启灯阵显示功能的指令，加载既定的默认数据，并将所述默认数据发送至所述LED灯阵设备进行显示。

具体的，该默认数据可以是存储在数据库中的指定的某一帧动画数据，当灯阵显示装置接收到开始灯阵显示功能的指令时，灯阵显示装置加载该指定的帧动画数据，该帧动画数据可以采用步骤S1-S3形成，也可以是事先存储在数据库中的常用的帧动画数据，即开启灯阵显示功能时，启动一个循环，显示默认的灯阵动画。

其中，若接收到灯阵播放请求，则停止将所述默认数据发送至所述LED灯阵设备进行显示。

具体的，当接收到灯阵播放请求时，即存在来自外部程序的调用，灯阵显示装置暂停显示默认的灯阵动画，停止将默认数据发送至LED灯阵设备进行显示。而在没有接收到灯阵播放请求时，则可以持续循环显示默认数据，直到接收到灯阵播放请求。其中，该灯阵播放请求可以包括播放灯阵的指令信息。

如图2所示，在上述步骤S1、S2、S3的基础上，步骤S4调用所述帧动画数据，根据设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，具体包括：

S401：若接收到灯阵播放请求，则解析所述灯阵播放请求，得到其中的指令信息，根据所述指令信息确定所对应的帧动画数据；

S402：根据所述帧动画数据，按照设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至所述LED灯阵设备进行显示；

其中，所述指令信息分别与所述帧动画数据一一对应。

具体的，在接收到灯阵播放请求时，暂停默认灯阵数据的显示。由于灯阵请求中包含了指令信息，而不同的指令信息对应不同的帧动画数据，所以可以通过解析灯阵播放请求得到其中的指令信息，通过指令信息与帧动画数据的一一对应关系，确定所需显示的帧动画数据。该帧动画数据包括了每帧画面的帧数据和帧间的时间间隔，灯阵显示装置可以按照该时间间隔，依次将每帧的帧数据通过串口传输至LED灯阵显示设备进行显示，每帧之间通过等待相应的帧间时间间隔，控制灯阵的显示速率，直到将所有的帧数据传输至LED灯阵显示设备，帧动画播放完成。其中，在帧动画播放完成后，可以播放既定的默认数据，也可以循环播放当前的帧动画数据。

本发明实施例提供的技术方案，可以根据接收到的指令信息，显示与指令信息对应的帧动画，可以使智能机器人根据接收到的信息，显示信息对应的表情、状态、心情等，使机器人的表情显示更加智能化，表情更加丰富，提升用户的体验。

在上述步骤S2、S3、S4相同的基础上，为了实现动态灯阵的播放，例如随着音乐的播放实时动态地显示与音量对应的灯阵画面。步骤S1获取每帧画面对应的帧数据具体包括：

获取预设时间段内场景信息，根据所述场景信息确定所述预设时间段内的若干帧画面的帧数据。

具体的，为了实现灯阵的动态显示，举例来说，在播放声音的同时，获取较短的一段时间内(如1秒内)场景中的声音信息，实时根据声音信息确定对应的帧数据，之后可以将该帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，使LED灯阵设备可以实时根据场景信息(如场景中的声音信息)，显示与场景信息对应的画面。当然，由于需要先获取场景信息，根据场景信息才能得到帧数据，所以会存在一定的延迟，例如，在前一秒音乐播放完成后才能得到该一秒内的若干帧数据，再将该帧数据传输至LED灯阵设备进行显示，所以LED灯阵的显示与音乐播放会存在一定的延迟，但是由于延迟时间较短，所以肉眼察觉不到，可以认为是随着声音的变化实时动态变化的灯阵。

优选的，在其他实施例中，所述场景信息包括既定的场景原语；所述场景原语由多帧画面组成，用于独立表示既定的图像含义。

具体的，根据需要，该场景信息至少包括一种场景原语，每一种场景原语都表示独立的图像含义。场景原语由多帧画面生成，根据多帧画面可以确定该段时间内的多个帧数据，再通过设定多个帧数据对应的相邻帧数据之间的时间间隔，生成场景原语。调用该场景原语，按照设定的时间间隔，依次将该段时间内的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，以此类推。通过调用场景原语，可以使LED灯阵设备根据获取场景原语中的多帧画面进行对应灯阵的实时动态显示。

其中，如图3所示，当获取的场景信息是声音信息时，根据所述场景信息确定所述预设时间段内的若干帧画面的帧数据，具体包括：

S101：获取预设时间段内的最高音强，确定最高音强对应的帧数据中各显示元素的对应位置；

S102：根据所述各显示元素的对应位置，得到预设时间段内的其他音量对应的帧数据中各显示元素的对应位置。

具体的，可以获取1秒内的最高音强，然后确定最高音强对应的帧数据中各显示元素的对应位置，例如，最高音强时对应的点亮(为1)的元素位置最高，之后根据最高音强的元素的位置，可以得到其他音强时点亮的元素位置，例如，当音强为最高音强的一半时，点亮的元素位置的高度也变成最高音强时点亮的元素高度的一半。依次类推，可以得到一秒内的若干帧数据，该帧数据与一秒内的音量相对应，通过将该帧数据按照设定的时间间隔通过串口发送至LED灯阵设备进行显示，可以实现根据实时音量进行灯阵的动态显示。再以此类推，不断地根据音量得到帧数据，不断将帧数据发送至LED灯阵设备，实现动态帧动画的播放。

另外，为了能在智能硬件设备如智能机器人上展示各种帧动画的表情，如图4所示，展示了一种安卓版本的帧动画制作工具界面，该帧动画制作工具可以采用本发明实施例提供的LED灯阵显示方法。如图4所示，可以通过点击打开文件，打开已经生成的帧动画数据，也可以采用点亮对应位置的元素，形成所需的图像后点击保存。然后继续进行下一帧的制作。并且可以设定相邻帧数据之间的帧间时间间隔。在制作完成后可以进行预览，增加或者删除对应的帧。该帧动画制作工作利用了本发明实施例提供的方法，可以很好地在智能机器人上显示各种LED动画表情。

另一方面，如图5所示，本发明还提供了一种LED灯阵的显示装置包括:依次连接的获取模块51、设定模块52、生成模块53和显示模块54；

其中，获取模块51用于获取多帧画面对应的帧数据；

设定模块52用于设定所述帧数据对应的相邻帧数据之间的时间间隔；

生成模块53用于根据所述多帧画面的帧数据和时间间隔，生成帧动画数据；

显示模块54用于调用所述帧动画数据，根据设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示；

其中，所述相邻帧数据之间的时间间隔不同。

本发明实施例提供的LED灯阵的显示装置，针对不同的帧数据设定不同的时间间隔，按照设定的时间间隔，依次将每帧图像的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示，改变了每帧图像的显示时间，通过对相邻帧数据之间的时间间隔进行调整，不仅可以减少帧的个数，降低存储空间的占用量，提高数据处理的速度，还可以显示完整丰富的LED表情，可以为机器人等智能硬件设备提供丰富的灯阵动画。

优选的，所述显示模块54还用于接收开启灯阵显示功能的指令，加载既定的默认数据，并将所述默认数据发送至所述LED灯阵设备进行显示。

优选的，如图6所示，所述显示模块54包括：调用单元541，用于在接收到灯阵播放请求时，解析所述灯阵播放请求，得到其中的指令信息，根据所述指令信息确定所对应的帧动画数据；

显示单元542，用于根据所述帧动画数据，按照设定的所述时间间隔，依次将每帧画面的帧数据发送至LED灯阵设备进行显示；

其中，所述指令信息分别与所述帧动画数据一一对应。

优选的，所述获取模块51包括：

获取单元，用于获取预设时间段内场景信息，根据所述场景信息实时确定预设时间段内的若干帧画面的帧数据。

优选的，所述场景信息包括既定的场景原语；所述场景原语由多帧画面组成，用于独立表示既定的图像含义。

优选的，所述获取单元具体包括：

第一获取子单元，用于获取预设时间段内的最高音强，确定最高音强对应的帧数据中各显示元素的对应位置；

第二获取子单元，用于根据所述各显示元素的对应位置，确定预设时间段内的其他音量对应的帧数据中各显示元素的对应位置。

优选的，所述帧动画数据包括:每帧画面的帧数据、相邻帧数据之间的时间间隔、帧数据的个数和校验信息。

对于与方法对应的LED灯阵显示装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，达到的技术效果也与方法实施例起到的效果相同，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。