顯示屏顯示優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種顯示屏顯示優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由LED點(diǎn)陣組成的顯示屏具有較高的發(fā)光效率、使用壽命長(zhǎng)、大視角范圍等一些 突出的優(yōu)點(diǎn)，適合于戶外顯示的應(yīng)用。然而，戶外LED顯示屏所處的環(huán)境光的變化對(duì)顯示屏 畫面的顯示效果產(chǎn)生了不同程度的影響，這一問題在一定程度上限制了戶外LED顯示屏的 深入推廣與應(yīng)用。
[0003] 眾所周知，從白天到夜晚，不同時(shí)間的環(huán)境亮度變化極大。在光照度較弱的夜晚， 如果LED顯示屏的播放亮度過高，就會(huì)明顯感覺眼睛的不適應(yīng)，造成光污染；而在光照度較 強(qiáng)的中午，如果LED顯示屏的播放亮度低于環(huán)境光亮度，就會(huì)明顯感覺顯示屏畫面暗淡，造 成顯示信息模糊不清，顯示屏顯示畫面對(duì)比度下降。
[0004] 另外，一天之內(nèi)，不同時(shí)間的光照色溫同樣在變化：日出后40分鐘光色較黃，色溫 約3000K ;正午陽光亮白，色溫上升至4800K-5800K ;日落前光色偏紅，色溫又降至約2200K。 色溫的變化會(huì)影響人的視覺對(duì)顏色的判斷，就如在早晨日出或傍晚日落時(shí)刻，會(huì)看到天空 和大地被染上一層金黃色，這使人眼無法獲知事物精確的顏色。并且，白天光線較強(qiáng)，環(huán)境 光色溫較高，如果LED顯示屏的色溫較低，就會(huì)感覺太暗，將眼睛與LED顯示屏的距離拉近 才能看清楚；而夜晚色溫下降，如果LED顯示屏的色溫調(diào)得過高，就會(huì)太刺眼。長(zhǎng)時(shí)間觀察 未正確調(diào)校色溫的LED顯示屏，會(huì)對(duì)人的眼睛造成危害。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)通常通過調(diào)節(jié)LED顯示屏的亮度來適應(yīng)周圍環(huán)境的變化，使用較多的亮 度控制方式為時(shí)間程控法和自動(dòng)亮度法。
[0006] a)時(shí)間程控法：讀取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，通過判斷其所處的時(shí)間段來自動(dòng)控制LED顯示 屏亮度使其適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境光照度的變化，此方法完全是基于軟件實(shí)現(xiàn)的?；驹硎牵喊凑?時(shí)間的推移，二十四小時(shí)內(nèi)的天空亮度常規(guī)變化，將二十四個(gè)小時(shí)劃分為多個(gè)時(shí)間段，依據(jù) 常規(guī)的環(huán)境光照度變化規(guī)律：早晨，傍晚光照度較弱；中午和下午的光照度相對(duì)較強(qiáng)，夜晚 環(huán)境光照度最暗。按照以上的分類方式對(duì)時(shí)間進(jìn)行劃分，根據(jù)這些時(shí)間段所對(duì)應(yīng)的環(huán)境光 照度選取相應(yīng)的LED顯示屏亮度控制參數(shù)。具體實(shí)現(xiàn)過程為：PC機(jī)控制軟件首先讀取當(dāng)前 的時(shí)間，并判斷其所處的時(shí)間段，進(jìn)而得到相應(yīng)時(shí)間段所應(yīng)選取的LED顯示屏亮度控制參 數(shù)，進(jìn)而發(fā)送給硬件控制器控制LED顯示屏的亮度的強(qiáng)弱，最終實(shí)現(xiàn)亮度自適應(yīng)環(huán)境光照 度的變化。用戶可以根據(jù)需要在控制軟件上對(duì)時(shí)間段進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，以滿足不同的控制需 求；也可以通過增加時(shí)間段的數(shù)量，細(xì)化二十四小時(shí)亮度的變化區(qū)間，以期達(dá)到較好的控制 效果。
[0007] b)自動(dòng)亮度法：此種控制方式主要由光探頭和串口軟件模塊組成。光探頭安裝 在LED顯示屏屏體之上，用于探測(cè)顯示屏周圍環(huán)境光照度，如果使用場(chǎng)合亮度不均勻，可在 LED顯示屏四個(gè)頂角處各安裝一個(gè)光探頭，選取四個(gè)光探頭光照度的平均值作為當(dāng)前環(huán)境 的光照度。光探頭通過串口將探測(cè)到的環(huán)境光照度傳送給PC機(jī)控制軟件，PC機(jī)控制軟件 獲取到環(huán)境光照度之后，按照一定的約束規(guī)則得到某一合適的控制亮度值，并傳送給控制 系統(tǒng)，進(jìn)而控制LED顯示屏的亮度調(diào)節(jié)以適應(yīng)外界的環(huán)境亮度的變化。
[0008] 雖然上述方案均可有效地提高LED顯示屏顯示質(zhì)量，但是這些方法，
[0009] 1)對(duì)顯示屏亮度的調(diào)節(jié)依據(jù)是工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)因測(cè)試者的主觀判 斷而異，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；
[0010] 2)僅對(duì)LED顯示屏的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅會(huì)帶來功耗的問題，降低LED顯示屏的使 用年限，而且在陽光直射的場(chǎng)景下，LED顯示屏顯示效果無法顯著提高；
[0011] 3)沒有考慮光照色溫的變化對(duì)LED顯示屏顯示效果的影響。
[0012] 綜上所述，針對(duì)外界環(huán)境的變化，為了保證人眼觀看顯示屏?xí)r的舒適度和觀看效 果，有必要對(duì)顯示屏的亮度和其它參數(shù)例如對(duì)比度和/或色溫進(jìn)行有效的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明提出一種顯示屏顯示優(yōu)化方法，以在調(diào)節(jié)顯示屏亮度的同時(shí)對(duì)顯示 屏的色溫和/或?qū)Ρ榷鹊葏?shù)進(jìn)行控制，以更好地適應(yīng)顯示屏周圍環(huán)境的變化。
[0014] 具體地，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種顯示屏顯示優(yōu)化方法，包括步驟：(a)實(shí)時(shí)獲取 顯示屏的當(dāng)前環(huán)境光色溫和當(dāng)前環(huán)境光亮度；(b)基于所述當(dāng)前環(huán)境光色溫利用二元一次 方程式計(jì)算所述顯示屏的色溫調(diào)節(jié)目標(biāo)值；（c)基于所述當(dāng)前環(huán)境光亮度利用分段函數(shù)計(jì) 算所述顯示屏的亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值；以及（d)根據(jù)所述色溫調(diào)節(jié)目標(biāo)值和所述亮度調(diào)節(jié)目標(biāo) 值控制調(diào)節(jié)所述顯示屏的色溫和亮度。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述顯示屏顯示優(yōu)化方法還包括步驟：對(duì)輸入圖像進(jìn) 行灰度變換以用于調(diào)節(jié)對(duì)比度并在灰度變換后進(jìn)行g(shù)amma調(diào)節(jié)以得到輸出圖像，其中所述 灰度變換使得所述輸入圖像的低灰部分的灰度值減小且高灰部分的灰度值增大；以及控制 所述顯示屏顯示所述輸出圖像。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述在對(duì)所述輸入圖像進(jìn)行灰度變換過程中，當(dāng)所述 當(dāng)前環(huán)境光亮度小于閾值時(shí)不對(duì)所述輸入圖像做對(duì)比度增強(qiáng)、而當(dāng)所述當(dāng)前環(huán)境光亮度大 于所述閾值時(shí)對(duì)所述輸入圖像做對(duì)比度增強(qiáng)。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述灰度變換和ga_a調(diào)節(jié)滿足以下公式：
[0018] I' =Yy
[0021] 其中，U e [0, 1]且表示輸出圖像的灰度歸一化值，γ為gamma值，Y e [0, 1] 且表示輸入圖像進(jìn)行所述灰度變換后的輸出，I e [0，1]且表示輸入圖像的灰度歸一化值， C(t)為對(duì)比度增強(qiáng)因子，L(t)表示當(dāng)前環(huán)境光亮度，Lniax表示顯示屏的最大可調(diào)節(jié)亮度，β 為亮度調(diào)節(jié)因子且〇. 1〈 β〈10, L_/ β表示所述閾值。
[0022] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述二元一次方程式為：
[0023] Trc(t) = a . Tc(t) + ATc
[0024] 其中，T' Jt)表示色溫調(diào)節(jié)目標(biāo)值，TJt)表示當(dāng)前環(huán)境光亮度，a e [0.5,1.2] 且為色溫調(diào)節(jié)因子，A T。用于對(duì)色溫進(jìn)行微調(diào)且為零或者非零的常數(shù)。
[0025] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述分段函數(shù)為：
[0027] 其中，Lad](t)表示亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值，L(t)表示當(dāng)前環(huán)境光亮度，L_表示顯示屏的 最大可調(diào)節(jié)亮度，β為亮度調(diào)節(jié)因子且〇.1〈β〈10。
[0028] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述顯示屏為L(zhǎng)ED顯示屏。
[0029] 此外，本發(fā)明另一實(shí)施例提出的一種顯示屏顯示優(yōu)化方法，包括步驟：（i)實(shí)時(shí)獲 取顯示屏的當(dāng)前環(huán)境光亮度；（ii)基于所述當(dāng)前環(huán)境光亮度計(jì)算所述顯示屏的亮度調(diào)節(jié) 目標(biāo)值，其中，當(dāng)所述當(dāng)前環(huán)境光亮度小于閾值時(shí)所述亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值與所述當(dāng)前環(huán)境光 亮度呈正比例關(guān)系、而當(dāng)所述當(dāng)前環(huán)境光亮度大于或等于所述閾值時(shí)所述亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值 設(shè)為所述顯示屏的最大可調(diào)節(jié)亮度；（iii)根據(jù)所述亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值控制調(diào)節(jié)所述顯示屏 的亮度；（iv)對(duì)輸入圖像進(jìn)行灰度變換并在灰度變換后進(jìn)行g(shù)amma調(diào)節(jié)以得到輸出圖像， 其中在對(duì)所述輸入圖像進(jìn)行灰度變換過程中，當(dāng)所述當(dāng)前環(huán)境光亮度小于所述閾值時(shí)不對(duì) 所述輸入圖像做對(duì)比度增強(qiáng)、而當(dāng)所述當(dāng)前環(huán)境光亮度大于所述閾值時(shí)對(duì)所述輸入圖像做 對(duì)比度增強(qiáng)；以及（V)控制所述顯示屏顯示所述輸出圖像。
[0030] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述步驟（ii)具體為利用以下分段函數(shù)計(jì)算所述顯 示屏的亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值，
[0032] 其中，Lad](t)表示亮度調(diào)節(jié)目標(biāo)值，L(t)表示當(dāng)前環(huán)境光亮度，L_表示顯示屏的 最大可調(diào)節(jié)亮度，β為亮度調(diào)節(jié)因子且〇.1〈β〈10, Lniax/β表示所述閾值。
[0033] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述步驟（iv)中的所述灰度變換和ga_a調(diào)節(jié)滿足以 下公式：
[0037] 其中，U e [0, 1]且表示輸出圖像的灰度歸一化值，γ為gamma值，Y e [0, 1] 且表示輸入圖像進(jìn)行所述灰度變換后的輸出，I e [0，1]且表示輸入圖像的灰度歸一化值， C(t)為對(duì)比度增強(qiáng)因子，L(t)表示當(dāng)前環(huán)境光亮度，Lniax表示顯示屏的最大可調(diào)節(jié)亮度，β 為亮度調(diào)節(jié)因子且〇. 1〈 β〈10, L_/ β表示所述閾值。
[0038] 由上可知，本發(fā)明實(shí)施例可以達(dá)成以下一個(gè)或多個(gè)有益效果：1)本發(fā)明實(shí)施例提 出的顯示屏顯示優(yōu)化方法考慮了顯示屏周圍實(shí)際的亮度及色溫信息，具有較好的環(huán)境適應(yīng) 能力；2)根據(jù)實(shí)時(shí)的色溫信息對(duì)顯示屏的色溫進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使得任意時(shí)刻顯示屏的顯示 畫面都可與周圍景物的色溫更匹配，給人以舒服的視覺感受；以及3)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量得到的 亮度信息對(duì)顯示屏的亮度和對(duì)比度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可使顯示圖像的細(xì)節(jié)更加清晰，但也不會(huì)產(chǎn) 生過增強(qiáng)的情況。
[0039] 通過以下參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應(yīng)當(dāng)知 道，該附圖僅僅為解釋的目的設(shè)計(jì)，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，這是因?yàn)槠鋺?yīng)當(dāng)參考 附加的權(quán)利要求。還應(yīng)當(dāng)知道，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖，它們僅僅力圖概念 地說明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程。
【附圖說明】
[0040] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0041] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種圖像灰度變換S曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0043] 本發(fā)明下述實(shí)施例提出的一種顯示屏顯示優(yōu)化方法針對(duì)外界環(huán)境光的變化，基于 實(shí)時(shí)獲取的當(dāng)前環(huán)境光亮度及色溫信息，對(duì)亮度和色溫等顯示屏參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn) 顯示優(yōu)化，具體步驟如下：
[0044] 首先，實(shí)時(shí)獲取顯示屏周圍當(dāng)前環(huán)境光的色溫及亮度。具體實(shí)現(xiàn)方法可為：在顯示 屏屏體上安裝可測(cè)量亮度和色坐標(biāo)的光探頭，以實(shí)時(shí)獲取顯示屏周圍當(dāng)前環(huán)境光的亮度及 色溫；在此，獲取的方式可以是周期性獲取、按預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)獲取等等；光探頭的數(shù)量不做限 制，其可以是安裝在顯示屏屏體上或鄰近顯示屏屏體安裝的一個(gè)，也可以是分別安裝在顯 示屏屏體四個(gè)頂角上的四個(gè)；此外，通過色坐標(biāo)計(jì)算色溫為現(xiàn)有技術(shù)，故在此不再贅述。
[0045] 之后，基于所獲取的當(dāng)前環(huán)境光色溫TJt)計(jì)算顯示屏的色溫調(diào)節(jié)目標(biāo)值 T' Jt)。具體的計(jì)算公式例如采用公式（1):
[0046] Trc(t) = a . Tc(t) + ATc......(I)
[0047] 其中，I