基于POV‑LED屏的亮度自适应调节方法与流程

本发明涉及显示屏显示技术，具体涉及一种基于pov-led屏的亮度自适应调节方法。

背景技术：

普通显示器几乎没有针对环境光亮度进行自适应的方法，都是手动调节。在暗光环境下观看就特别明显，让人眼感觉不适。而类似于户外广告机更需要的是无人值守，通过亮度的自动调节技术，可大大增加用户对播放内容的观赏性。

目前市面上pov-led大多没有亮度自适应的功能，所以只有在特定亮度环境下，才会有比较好的视觉效果，局限性很大，适用场景有限；还有极少数pov-led采用了单点的光强度采集，这种比没有亮度自适应屏幕的环境适应性有了很大的提高，观赏性更好，但对于大的pov-led广告屏来说各个区域的亮度值会有很大的差异性，一直在处于变化中，尤其是户外屏，显然单点光强采集的方法不能够准确全面的反映出各区域光强的差异性，无法实现区域亮度调整，有很大的局限性，故无法有效的实现亮度的自适应，显示屏无法工作在最佳显示的状态。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种基于pov-led屏的亮度自适应调节方法。

本发明通过下述技术方案实现：

基于pov-led屏的亮度自适应调节方法，包括以下步骤，

a、对显示平面分割区域；

b、采集显示平面上全区域和各分割区域的光强度；

c、分别对全区域和各分割区域的光强度进行一次移动平均滤波，预测相应区域的亮度值；

d、对全区域和各分割区域的亮度值进行融合，生成各个分割区域的亮度对应表；

e、对各分割区域的亮度进行二次移动平均滤波，得到各分割区域的亮度修正值；

f、根据亮度对应表、亮度修正值对显示屏的亮度进行自适应控制。

pov-led屏成圆形。在区域分割时，其分割区域的数目越多，其对各分割区域亮度校准更精准合理。本方案对全区域和各分割区域采用两次移动平均滤波，第一次采用一次移动平均滤波技术，预测相应区域的亮度值；再对亮度值进行数据融合后对融合后的数据进行第二次移动平均滤波，第二次移动平均滤波采用二次移动平均滤波技术，根据融合后得到的亮度对应表和二次移动平均滤波后得到的亮度修正值对亮度进行自适应控制，实现对各分割区域进行更精准合理的亮度校准，给用户提供更好的视觉柔和度；且采用该方法，亮度设置合理，使设备工作在最佳的工作状态，可以有效的降低设备功耗。在一次移动平均滤波后对全区域和各分割区域的亮度值采用数据融合技术，提高各区域衔接处过渡区域亮度的平滑度。若仅对各分割区域进行亮度自适应调整，会使显示平面被撕裂的情况发生，特别是分割区域衔接处的过渡区域；如果仅对显示平面的整个区域进行调整，大尺寸屏幕各部分光强存在差异，无法进行精准的亮度调整。本方法同时对各区域和全区域的亮度进行采集和数据处理，以此给用户提供更好的视觉柔和度。

作为优选，所述一次移动平均滤波具体方法为：

其中，n为计算移动平均值的跨越期期数，即采样次数；xt为t时刻的光强度值。

作为优选，所述二次移动平均滤波方法为对融合后的亮度值进行一次移动平均后再进行一次移动平均。

进一步的，所述二次移动平均滤波方法具体为：

计算第一次移动平均值st'：

计算第二次移动平均值st″：

yt为亮度融合后t时刻的光强度值；m为采样次数；

所述各分割区域的亮度修正值yt+t为：yt+t＝at+bt*t，

其中，at＝2st′－st″；

t为本次采样到预测期的间隔采样次数。

作为优选，沿pov-led屏的多条半径在多个等径处设置光强传感器，包括圆心处，以实现对显示平面分割区域。

进一步的，多条半径均分pov-led屏。

作为优选，在pov-led屏上设置矩阵分布的光强传感器，以实现对显示平面分割区域。采用矩阵分布这种结构可以分割出更多的分割区域，每个区域均有多个光强传感器对环境亮度进行采集，能够更真实有效的反映出该区域环境亮度的实际值，为亮度自适应提供有效的数据支撑。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明对全区域和各分割区域亮度数据进行处理，提高各区域衔接处过渡区域亮度的平滑度。

2、本方法对全区域和各分割区域采用两次移动平均滤波，第一次采用一次移动平均滤波技术，预测相应区域的亮度值；再对亮度值进行数据融合后对融合后的数据进行第二次移动平均滤波，第二次移动平均滤波采用二次移动平均滤波技术，根据融合后得到的亮度对应表和二次移动平均滤波后得到的亮度修正值对亮度进行自适应控制，实现对各分割区域进行更精准合理的亮度校准，给用户提供更好的视觉柔和度；且采用该方法，亮度设置合理，使设备工作在最佳的工作状态，可以有效的降低设备功耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为一种分割区域的结构示意图。

图2为另一种分割区域的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示的基于pov-led屏的亮度自适应调节方法，包括以下步骤，

a、对显示平面分割区域，

b、采集显示平面上全区域和各分割区域的光强度；由于光线会从前后两个方向影响人的视觉，第一个是正面反射光线，第二个是背面直射光线，为了改善透明旋转显示屏的显示效果，可对两面的光线进行采集分析；

c、分别对全区域和各分割区域的光强度进行一次移动平均滤波，预测相应区域的亮度值；

d、对全区域和各分割区域的亮度值进行融合，生成各个分割区域的亮度对应表；

e、对各分割区域的亮度进行二次移动平均滤波，得到各分割区域的亮度修正值；

f、根据亮度对应表、亮度修正值对显示屏的亮度进行自适应控制。

实施例2

基于实施例的亮度自适应原理，本实施例在上述实施例的基础上对上述步骤c、e中移动平均滤波的方法可实现的一种方法进行详细说明。

一次移动平均滤波具体方法为：

其中，n为计算移动平均值的跨越期期数，即采样次数；xt为t时刻的光强度值。

移动平均是根据时间序列，逐项推移，计算包含一定项数的序时平均数，对下一节点的亮度进行预测。下一节点的预测值ft+1是对前一个移动平均值的修正，采样次数越多，亮度的平滑性越好。

二次移动平均滤波方法具体为：

计算第一次移动平均值st'：

计算第二次移动平均值st″：

yt为亮度融合后t时刻的光强度值；m为采样次数；st'为第一次移动平均数序列中的最后一个一次移动平均数，st″为第二次移动平均数序列中的最后一个二次移动平均数；

所述各分割区域的亮度修正值yt+t为：yt+t＝at+bt*t，

其中，at＝2st'－st″，

t为本次采样到预测期的间隔采样次数。

at表示t次采样的一次移动平均数加上一次移动平均数和二次移动平均数的差值，从而使at接近于t次采样的实际值，而要做出t+t期的预测，则需加上t个趋势值bt。

融合后的亮度值通过二次移动平均滤波进行预测计算，得到最终的修正数据。环境的亮度具有渐变的特性，其不会发生突变，采用移位平均是最好的过渡算法，即使出现突变即错误数据，也会被过滤掉，防止误调整，以实现平滑的亮度自适应调整。

这里的数据融合可采用加权数据融合算法。

设：全区域观测值为z1，某一个分割区域的观测值为z2，则：

z1＝x+v1，

z2＝x+v2，

其中vi为观测时存在的随机误差，i＝1或2；且设),两组观测值相互独立。

假定x的估计值与观测值zi(i＝1,2)成线性关系，且为x的无偏估计，有：

ω＝(ω1，ω2)，为分割区域与全区域观测值得加权系数。

设估计误差为：

则的均方误差为：

因为x的无偏估计，所以

由于e(v1)＝e(v2)＝0，所以有：

ω2＝1-ω1

由于v1与v2相互独立，e(v1v2)＝0

使j最小，对ω求导：得到最优权值为：

最优亮度估计值为：

这里的融合就是整屏亮度预测值与分割区域预测值相结合的方式来生成最终分割区域亮度值的方法，该数据是以整屏亮度预测值为基础来产生的。

通过该方法，用户可对自适应亮度的时间进行控制，通过网络可以远程配置自适应亮度的时间段，以及该时间段的亮度等级，也可以手动对各个分割区域进行亮度控制和调整。为了更方便的实现现场调试、校准及控制，可以使用2.4g无线遥控信号对选装显示屏的各项参数及功能进行控制，如：整屏亮度控制、区域亮度控制、自适应亮度时间的控制、时间段的控制。

实施例3

区域分割越精细，其亮度校准越准确。本实施例在上述实施例的基础上优选了两种对区域分割的方式。

其一，如图1所示，沿pov-led屏的多条半径在多个等径处设置光强传感器，包括圆心处，以实现对显示平面分割区域。圆心的光强传感器与相邻两条半径上且与圆心最近的光强传感器构成一个分割区域；半径上，相邻两条半径上的等径处的光强传感器、该两条半径上对应与前光强传感器距离最近的光强传感器构成一个分割区域，即圆心处为三个光强传感器构成一个分割区域，非圆心处，4个光强传感器构成一个分割区域。

为了进一步的提高其亮度校准的准确性，多条半径均分pov-led屏。

其二，如图2所示，在pov-led屏上设置矩阵分布的光强传感器，以实现对显示平面分割区域。构成每个小矩阵的4个光强传感器构成一个分割区域。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。