專利名稱：一種基于環(huán)境光變化的戶外led顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED顯示屏亮度調(diào)節(jié)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，戶外LED顯示屏的應(yīng)用越來越廣泛，主要涉及公益宣傳、媒體廣告、企業(yè)形象以及公共場所的信息宣傳等。與傳統(tǒng)的帆布廣告、燈箱廣告相比，LED顯示屏以下優(yōu)點
I)大畫面、視覺感強、亮度高、壽命長，易于吸引人們的注意力。 2)內(nèi)容更新方便快速，內(nèi)容種類豐富，包括專題、專欄、綜藝、動畫、廣播劇、電視劇，節(jié)目間隙插播廣告。3)外觀新穎獨特，提升城市形象，豐富居民文化生活。LED顯示屏獨特的顯示風(fēng)格使其得到了廣泛的應(yīng)用。LED顯示屏是由一系列LED(即發(fā)光二極管)點陣構(gòu)成，目前主要使用紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED。把紅色和綠色放在一起組成一個像素的顯示屏就叫做雙色屏或彩色屏；把紅、綠、藍(lán)三種像素放在一起組成一個像素的顯示屏就叫做全彩屏。戶外LED顯示屏的像素直徑及像素間距目前沒有十分統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，按每平米像素數(shù)量大約有1024點，1600點，2000點，2500點，4096點等多種規(guī)格。以每平米2000點的全彩LED顯示屏例，共有2000*3 = 6000個LED,有的顯示屏每個像素可能有4個LED,則每平米共有8000個LED。每個LED的工作電流為O. 02A，工作電壓為5V，其每平米功耗
O.02A * 5V * 6000 = 600W可見，LED顯示屏的功耗十分巨大，大規(guī)模推廣應(yīng)用必須考慮如何把功耗降低的問題。LED的亮度是由LED兩端的電壓以及流過LED的電流大小決定的。常見的調(diào)節(jié)LED顯示屏亮度的方法有兩種調(diào)節(jié)電流和脈寬調(diào)制(PWM)。由于脈寬調(diào)制具有更大的靈活性，且適合于數(shù)字控制，使用較多。另外，不同的時間和地點，環(huán)境光的亮度變化極大，如果LED顯示屏的播放亮度大于環(huán)境亮度60%，就會對人眼造成光污染，使人眼不適應(yīng)。因此，設(shè)計LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題，提出一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)手段實現(xiàn)發(fā)明目的
一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步
驟(O圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；
(2)圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
(3)亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)；
(4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述步驟(2)包括如下步驟
(2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y亮度=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B
其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍(lán)顏色的像素值；
(2. 2)亮度提取計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yw=(亮度圖中所有像素值之和)/像素點數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小；
一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括
攝像頭米集LED顯不屏周圍環(huán)境的圖像；
圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；
圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制模塊；
LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述圖像處理模塊包括
亮度圖生成單元把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y德=O. 299*R + O. 587*G + O.114*B
R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍(lán)顏色的像素值；亮度提取單元計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yws =亮度圖中所有像素值之和/像素點數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明針對戶外LED顯示屏功耗巨大問題以及LED顯示屏的光污染問題，提出了一種通過圖像處理技術(shù)采集環(huán)境光亮度，然后根據(jù)環(huán)境光亮度調(diào)節(jié)LED顯示屏亮度的解決方法，能夠極大的減少LED顯示屏的功耗，適應(yīng)各種天氣變化，并且不會造成光污染。


圖I為本發(fā)明優(yōu)選實施例的系統(tǒng)方框圖。圖2為本發(fā)明專利的圖像處理模塊中亮度圖的生成流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作更進一步的詳細(xì)描述。參見圖I、圖2，本發(fā)明包括如下步驟
(O圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊； (2)圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
(3)亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)；
(4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。所述步驟(2)包括如下步驟
(2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y亮度=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B
其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍(lán)顏色的像素值；
(2. 2)亮度提取計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yws =亮度圖中所有像素值之和/像素點數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小；
一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括
攝像頭米集LED顯不屏周圍環(huán)境的圖像；
圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；
圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；
亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制模塊；其具體實施方法
根據(jù)LED顯示屏的亮度調(diào)節(jié)等級，將整個亮度空間進行劃分。例如，對一個三級調(diào)節(jié)的LED顯示屏，只有三種亮度大小，即低亮度、正常、高亮度。因此，對應(yīng)亮度轉(zhuǎn)換表只有三種輸出，而亮度轉(zhuǎn)換表輸入數(shù)據(jù)是0-255，有256個輸入。亮度轉(zhuǎn)換表的作用就是將256中輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)到這三種輸出上。完成亮度轉(zhuǎn)換后，將對應(yīng)的亮度轉(zhuǎn)換表輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給LED顯示屏亮度控制模塊；
LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，對應(yīng)改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度，亮度越大，脈沖寬度越寬；亮度越小，脈沖寬度越小。
所述圖像處理模塊包括
1)亮度圖生成單元把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計算亮度圖的公式為
Y亮度=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B
其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍(lán)顏色的像素值；
2)亮度提取單元計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下
Yws =亮度圖中所有像素值之和/像素點數(shù)
即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小。
當(dāng)然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟 (O圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊； (2)圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表； (3)亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)； (4)LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟(2)包括如下步驟 (2. I)亮度圖生成把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計算亮度圖像的公式為Y練=O. 299*R + O. 587*G + O.114*B R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍(lán)顏色的像素值；(2. 2)亮度提取計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下 Yw=(亮度圖中所有像素值之和)/像素點數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小； 一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括 攝像頭米集LED顯不屏周圍環(huán)境的圖像； 圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊； 圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表； 亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制模塊； LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊包括 亮度圖生成單元把彩色圖像轉(zhuǎn)化成亮度圖像，彩色圖像由紅、綠、藍(lán)三種顏色組成，根據(jù)這三種顏色計算亮度圖的公式為Y (亮度)=O. 299*R + O. 587*G + O. 114*B 其中，R代表紅顏色的像素值，G代表綠顏色的像素值，B代表藍(lán)顏色的像素值； 亮度提取單元計算亮度圖像的平均灰度值，具體公式如下 Yw=(亮度圖中所有像素值之和)/像素點數(shù) 即得到當(dāng)前環(huán)境光亮度大小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于環(huán)境光變化的戶外LED顯示屏亮度自動調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟圖像采集模塊根據(jù)設(shè)定的時間間隔，通過攝像頭采集LED顯示屏周圍環(huán)境的圖像，并將圖像發(fā)送給圖像處理模塊；圖像處理模塊接收圖像采集模塊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，對圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，并將環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)發(fā)送給亮度轉(zhuǎn)換表；亮度轉(zhuǎn)換表接收圖像處理模塊發(fā)送的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)，輸出對應(yīng)的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)到LED顯示屏控制系統(tǒng)；LED顯示屏控制模塊接收亮度轉(zhuǎn)換表發(fā)送的LED顯示屏亮度控制數(shù)據(jù)，改變脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度。
文檔編號G09G3/32GK102693698SQ20121021007
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者周莉, 孫濤, 高園園 申請人:濟南大學(xué)