《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》是深圳市奧拓電子股份有限公司於2012年11月27日申請的專利，該專利的申請號為2012104904190，公布號為CN103021329A，授權公布日為2013年4月3日，發明人是蔡小玲、吳振志、王啟權、黃海力、吳涵渠。
《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》LED顯示屏的每個LED顯示模組上均設定有亮度感測器。該亮度調節方法，首先獲取各LED顯示模組所處環境的環境亮度值；然後根據各LED顯示模組所處環境的環境亮度值，生成各LED顯示模組的亮度調節數據；最後根據各LED顯示模組亮度調節數據調節各LED顯示模組的亮度。採用了該發明技術方案亮度調節方法的一種LED全彩屏系統，由於各LED顯示模組上均設定有一個亮度感測器，不但可以調整每個LED顯示單元箱體的亮度，而且可以調整每個LED顯示模組，甚至每個像素的亮度，實現亮暗區域的柔和過度，而且降低了過度區域的方塊效應，達到良好的視覺效果；同時降低了環境中的光污染，節省電力資源，符合低碳環保的理念。
2016年12月7日，《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法
- 公布號：CN103021329A
- 授權日：2013年4月3日
- 申請號：2012104904190
- 申請日：2012年11月27日
- 申請人：深圳市奧拓電子股份有限公司
- 地址：廣東省深圳市南山區高新技術產業園南園T2棟A6-B
- 發明人：蔡小玲、吳振志、王啟權、黃海力、吳涵渠
- Int.Cl.：G09G3/32(2006.01)I
- 代理機構：深圳市凱達智慧財產權事務所
- 代理人：劉大彎
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2012年11月的LED全彩屏系統通常包括：控制計算機、視頻控制器和LED顯示屏，LED顯示屏通常包括拼裝在一起的多個LED顯示單元箱體。控制計算機內的視頻檔案，通過視頻控制器傳輸給LED顯示屏的某一個LED顯示單元箱體。各LED顯示單元箱體截取屬於自己的那一部分圖像檔案進行顯示的同時，將圖像檔案傳輸給下一個LED顯示單元箱體。各LED顯示單元箱體顯示的內容組合起來就是LED顯示屏應該顯示的畫面。
LED顯示屏所處的環境，可能會影響LED顯示屏的顯示效果，通常在較亮環境光下需要提高顯示亮度，在較暗環境光下則需要降低顯示亮度，才能保持較好的顯示效果。所以最新的技術中如圖1所示，LED全彩屏系統還包括一個智慧型環境控制器，而LED顯示屏上設定有一個亮度感測器，該亮度感測器只能與環境控制器連線，智慧型環境控制器可以通過該亮度感測器獲取環境亮度值，然後通過視頻控制器反饋給控制計算機。最終控制計算機可以根據反饋回來的環境亮度值來調整LED顯示屏的亮度，達到更好的顯示效果。
但是，2012年11月前的LED全彩屏系統，其LED顯示屏上只設定有一個亮度感測器，而LED顯示屏所處的環境光可能較為複雜。比如LED顯示屏上的某一部分可能被建築物或者樹木等遮擋而處於陰影下，其它部分則處於陽光下，亮度感測器所感知的環境亮度數據則不能反映LED顯示屏所處的真是環境的亮度，此時按照該亮度感測器獲取的環境亮度值進行的亮度調整，並不能獲得很好的顯示效果，因此需要改進。
發明內容
專利目的
《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》所要解決的技術問題之一是提供一種LED全彩屏系統，解決2012年11月前LED全彩屏系統基於環境亮度進行亮度調節時，只能整屏進行調節，因而不能獲得很好的顯示效果的問題。
該發明所要解決的技術問題之二是相應提供一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，解決2012年11月前LED全彩屏系統基於環境亮度進行亮度調節時，只能整屏進行調節，不能獲得很好的顯示效果的問題。
技術方案
一種LED全彩屏系統，包括LED顯示屏，所述LED顯示屏包括拼裝在一起的多個LED顯示單元箱體；每個LED顯示單元箱體包括掃描卡，以及與所述掃描卡連線，在掃描卡驅動下工作的多個LED顯示模組；每個LED顯示模組還包括LED顯示模組控制卡和亮度感測器，所述亮度感測器與該LED顯示模組的LED顯示模組控制卡連線，且各LED顯示模組通過其LED顯示模組控制卡與所屬LED顯示單元箱體的掃描卡連線。
優選的技術方案中，所述亮度感測器設定在所屬LED顯示模組的左上角。
一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，其基於前述的一種LED全彩屏系統進行亮度調節，該方法包括如下步驟：
S1、獲取各LED顯示模組所處環境的環境亮度值；
S2、根據各LED顯示模組所處環境的環境亮度值，生成各LED顯示模組的亮度調節數據；
S3、根據各LED顯示模組亮度調節數據調節各LED顯示模組的亮度。
優選的技術方案中，所述亮度感測器設定在所屬LED顯示模組的左上角；所述步驟S2具體包括如下步驟：
S21、均勻化LED顯示模組環境亮度值；
S22、將環境亮度值轉換為LED顯示模組亮度值；
S23、根據LED顯示模組亮度值細化像素亮度值。
進一步優選的技術方案中，所述步驟S21中，對於非屏體邊緣LED顯示模組用3＊3模板均勻化，對於屏體邊緣LED顯示模組採用2＊2模板均勻化。
更進一步優選的技術方案中，所述3＊3模板均勻化是指：取其及其周圍鄰近8個LED顯示模組的環境亮度值的算術平均數，作為該LED顯示模組的環境亮度值。
更進一步優選的技術方案中，所述2＊2模板均勻化是指：取其及其周圍鄰近3個LED顯示模組的環境亮度值的算術平均數，作為該LED顯示模組的環境亮度值。
進一步優選的技術方案中，所述步驟S22將環境亮度轉換為LED顯示模組亮度值，是指根據環境與屏體的亮度轉換表，將環境亮度值轉換為LED顯示模組亮度值。
進一步優選的技術方案中，所述步驟S23細化像素亮度中，
對於非最右一列，也非最下一行的LED顯示模組：
首先規定左上角像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值L1，右上角像素的亮度值為其右側LED顯示模組的亮度值L2，左下角像素的亮度值為其下方LED顯示模組的亮度值L3，右下角像素的亮度值為其右下角LED顯示模組的亮度值L4；
然後由線性關係先求出最左列和最右列每個像素的亮度值:則最左列第n個像素的亮度值：LLn=（L3-L1）*n/H+L1；最右列第n個像素的亮度值：LRn=（L4-L2）*n/H+L2；
最後由每行的起點和終點的像素的亮度值確定每行中其它各像素的亮度值:則第n行的第m個像素的亮度值：Lnm=（LRn-LLn）*m/W+LRn；
對於最下一行，非右下角的LED顯示模組：先規定縱向各像素的亮度值相同；再規定第一列像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值，而最右列像素的亮度值為其右方LED顯示模組的亮度值；最後，中間各列像素的亮度值按照線性增加或減少；
對於最右一列，非右下角的LED顯示模組：先規定橫向各像素的亮度值相同，再規定第一行像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值，而最下一行像素的亮度值為其下方LED顯示模組的亮度值；最後，中間各行像素的亮度值按照線性增加或減少；
對於右下角的LED顯示模組：規定其每個像素的亮度值為該LED顯示模組的亮度值ML。
有益效果
採用了《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》技術方案一種LED全彩屏系統的亮度調節方法的一種LED全彩屏系統，由於各LED顯示模組上均設定有一個亮度感測器，且基於該LED全彩屏系統的LED全彩屏系統亮度調節方法，獲取各LED顯示模組所處環境的環境亮度值後，根據各LED顯示模組所處環境的環境亮度值，生成各LED顯示模組的亮度調節數據，最終根據各LED顯示模組亮度調節數據調節各LED顯示模組的亮度，因此最終可以根據環境亮度的改變，自動調整播放視頻的各幀畫面的亮度，不但可以調整每個LED顯示單元箱體的亮度，而且可以調整每個LED顯示模組，甚至每個像素的亮度，實現亮暗區域的柔和過度。基於該發明LED全彩屏系統的LED全彩屏系統自動亮度調節方法，降低了過度區域的方塊效應，確保了不同亮暗區域間的柔和過度，達到良好的視覺效果。同時，降低了環境中的光污染，節省電力資源，符合當今低碳環保的理念。
附圖說明
圖1是2012年11月前LED全彩屏系統的系統原理框圖；
圖2是《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》具體實施方式LED全彩屏系統的系統原理框圖；
圖3是該發明具體實施方式LED顯示屏的結構示意圖；
圖4是該發明具體實施方式LED全彩屏系統亮度調節方法的流程圖；
圖5是該發明具體實施方式中採用3＊3模板均勻化LED顯示模組環境亮度時的LED顯示屏的示意圖；
圖6是該發明具體實施方式中採用2＊2模板均勻化LED顯示模組環境亮度時的LED顯示屏的示意圖；
圖7是該發明具體實施方式中細化像素亮度時LED顯示模組的示意圖。
技術領域
《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》涉及LED顯示技術領域，具體涉及一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法。
權利要求
1.一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，包括LED顯示屏，所述LED顯示屏包括拼裝在一起的多個LED顯示單元箱體；每個LED顯示單元箱體包括掃描卡，以及與所述掃描卡連線，在掃描卡驅動下工作的多個LED顯示模組；每個LED顯示模組還包括LED顯示模組控制卡，且各LED顯示模組通過其LED顯示模組控制卡與所屬LED顯示單元箱體的掃描卡連線，其特徵在於，所述LED顯示模組還包括亮度感測器，所述亮度感測器與該LED顯示模組的LED顯示模組控制卡連線；該方法包括如下步驟：S1、獲取各LED顯示模組所處環境的環境亮度值；S2、根據各LED顯示模組所處環境的環境亮度值，生成各LED顯示模組的亮度調節數據；S3、根據各LED顯示模組亮度調節數據調節各LED顯示模組的亮度；其中，所述步驟S2具體包括如下步驟：S21、均勻化LED顯示模組環境亮度值，對於非屏體邊緣LED顯示模組用3＊3模板均勻化，對於屏體邊緣LED顯示模組採用2＊2模板均勻化；S22、將環境亮度值轉換為LED顯示模組亮度值；S23、根據LED顯示模組亮度值細化像素亮度值。
2.如權利要求1所述的一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，其特徵在於，所述3＊3模板均勻化是指：取其及其周圍鄰近8個LED顯示模組的環境亮度值的算術平均數，作為該LED顯示模組的環境亮度值。
3.如權利要求1所述的一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，其特徵在於，所述2＊2模板均勻化是指：取其及其周圍鄰近3個LED顯示模組的環境亮度值的算術平均數，作為該LED顯示模組的環境亮度值。
4.如權利要求1所述的一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，其特徵在於，所述步驟S22將環境亮度轉換為LED顯示模組亮度值，是指根據環境與屏體的亮度轉換表，將環境亮度值轉換為LED顯示模組亮度值。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的一種LED全彩屏系統的亮度調節方法，其特徵在於，所述步驟S23細化像素亮度中，對於非最右一列，也非最下一行的LED顯示模組：首先規定左上角像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值L1，右上角像素的亮度值為其右側LED顯示模組的亮度值L2，左下角像素的亮度值為其下方LED顯示模組的亮度值L3，右下角像素的亮度值為其右下角LED顯示模組的亮度值L4；然後由線性關係先求出最左列和最右列每個像素的亮度值:則最左列第n個像素的亮度值：LLn＝（L3-L1）*n/H+L1；最右列第n個像素的亮度值：LRn＝（L4-L2）*n/H+L2；最後由每行的起點和終點的像素的亮度值，確定每行中其它各像素的亮度值:則第n行的第m個像素的亮度值：Lnm＝（LRn-LLn）*m/W+LRn；對於最下一行，非右下角的LED顯示模組：先規定縱向各像素的亮度值相同；再規定第一列像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值，而最右列像素的亮度值為其右方LED顯示模組的亮度值；最後，中間各列像素的亮度值按照線性增加或減少；對於最右一列，非右下角的LED顯示模組：先規定橫向各像素的亮度值相同，再規定第一行像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值，而最下一行像素的亮度值為其下方顯示模組的亮度值；最後，中間各行像素的亮度值按照線性增加或減少；對於右下角的LED顯示模組：規定其每個像素的亮度值為該LED顯示模組的亮度值。
實施方式
《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》具體實施方式提供的一種LED全彩屏系統如圖2所示，包括：控制計算機、視頻控制器和LED顯示屏，控制計算機通過視頻控制器與LED顯示屏連線。LED顯示屏包括拼接在一起的多個LED顯示單元箱體。每個LED顯示單元箱體包括：掃描卡以及與所述掃描卡連線，在掃描卡驅動下工作的多個LED顯示模組。每個LED顯示模組包括LED顯示模組控制單元和LED燈板（LED顯示模組控制單元通常是一塊LED顯示模組控制卡），各LED顯示模組通過其LED顯示模組控制卡與所屬LED顯示單元箱體的掃描卡連線。
與2012年11月前技術的不同之處在於，每個LED顯示模組上均安裝有一個亮度感測器，所述亮度感測器與該LED顯示模組的LED顯示模組控制卡連線。具體而言該具體實施方式中如圖3所示，亮度感測器安裝在LED顯示模組的左上角上，圖3中各LED顯示模組左上角的黑點即代表亮度感測器。LED全彩屏系統工作時，每個LED顯示模組的LED顯示模組控制單元可以通過與其連線的亮度感測器獲取該LED顯示模組所處環境的環境亮度值，並通過掃描卡、視頻控制器，最終傳遞給控制計算機,這樣控制計算機可以獲取LED顯示屏上各LED顯示模組所處環境的環境亮度值。從而可以根據所獲取的各LED顯示模組所處環境的亮度值，最終實現各LED顯示模組亮度的獨立調整，從而獲得更好的顯示效果。
該具體實施方式提供的一種LED全彩屏系統亮度調節方法如圖4所示，包括如下步驟：
S1、獲取各LED顯示模組所處環境的環境亮度值。具體而言，LED全彩屏系統上電運行後，控制計算機所屬的多媒體播放器傳送命令，通過視頻控制器通知各個LED顯示單元箱體的掃描卡，掃描卡再通過與其連線的各LED顯示模組的LED顯示模組控制單元，獲取每個LED顯示模組所處環境的環境亮度值。各LED顯示模組的LED顯示模組控制卡通過所屬LED顯示模組上設定的亮度感測器獲取該LED顯示模組所處環境的環境亮度值後，通過所屬LED顯示單元箱體的掃描卡傳輸給視頻控制器，最終通過視頻控制器反饋給控制計算機。
S2、根據各LED顯示模組所處環境的環境亮度值，生成各LED顯示模組的亮度調節數據。控制計算機將所獲取的各LED顯示模組所處環境的環境亮度值傳送給其多媒體播放器進行處理，最終生成各LED顯示模組的亮度調節數據。
S3、根據各LED顯示模組亮度調節數據調節各LED顯示模組的亮度。多媒體播放器根據所述亮度調節數據，更改其所要播放的各幀圖像上對應各LED顯示模組的相應區域的顯示亮度值。主要是按照MicrosoftDirectShow規範,製作一個Filter（濾波器）,對多媒體的每幀進行亮度處理。DirectShow是微軟公司提供在windows操作平台上開發高性能圖形、聲音、輸入和輸出的編程接口。最後通過視頻控制器將調節後的各幀圖像，映射到每個LED顯示單元箱體上，從而就實現了對LED全彩屏亮度的調整，而且是精確到LED顯示模組級別的亮度調節。該部分屬於2012年11月前技術，在此不再詳述。
優選的技術方案中，所述步驟S2具體包括如下步驟：
S21、均勻化LED顯示模組環境亮度值；多媒體播放器獲取每個LED顯示模組的環境亮度值後,為了使亮暗區域有漸變過渡先均勻化每個LED顯示模組的環境亮度值。
S22、將環境亮度值轉換為LED顯示模組的亮度值；根據環境與屏體的亮度值轉換表，將環境亮度值轉換為LED顯示模組亮度值。
S23、根據LED顯示模組亮度值細化像素亮度值。這樣做的目的是為了使LED顯示屏上亮暗區域之間有一個漸變的過渡，避免出現因為亮暗不均而出現的方塊現象。這是因為如果設定每個LED顯示模組上各像素的亮度相同，在亮暗過渡期區域，就會出現方塊效應，從而使某小塊區域偏亮或偏暗，不能達到漸變過渡，所以需改變每個像素的亮度，也就是細化像素亮度值。
其中步驟S21均勻化LED顯示模組環境亮度值，根據各亮度感測器所處的安裝位置的不同，形成如下A、B兩種不同處理方案：
A、對於非屏體邊緣LED顯示模組，如圖5所示，用3＊3模板均勻化。因為對於2012年11月前通用的LED顯示模組，3＊3個LED顯示模組的大小，相對於在足球場或舞台場所已經足夠大，能感知環境亮度的漸變了。
圖5中每一個方格代表一個LED顯示模組，陰影區域為3＊3模板，代表3＊3個LED顯示模組，其中陰影區域中心深灰色方格代表的LED顯示模組的環境亮度值L=（L1+L2+...+L9）/9。也就是說取其及其周圍鄰近8個LED顯示模組的環境亮度值的算術平均數，作為該LED顯示模組的環境亮度值。
B、對於屏體邊緣LED顯示模組，也就是LED顯示屏上處於最上一行、最下一行、最左一列和最右一列的LED顯示模組，如圖6所示，採用2＊2模板均勻化。
圖6中每一個方格也代表一個LED顯示模組，陰影區域為2＊2模板，代表2＊2個LED顯示模組，其中左上方深灰色方格代表的LED顯示模組亮度值L=（L1+L2+L3+L4）/4。也就是說取其及其周圍鄰近3個LED顯示模組的環境亮度值的算術平均數，作為該LED顯示模組的環境亮度值。
其中步驟S23細化像素亮度，按照LED顯示模組在LED顯示屏中所處的位置又分成如下4種情況：
1、對於非最右一列，也非最下一行的LED顯示模組，如圖7所示，圖中每一個方格代表一個像素。其上各像素的亮度值確定如下：
首先規定左上角像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值L1，右上角像素的亮度值為其右側LED顯示模組的亮度值L2，左下角像素的亮度值為其下方LED顯示模組的亮度值L3，右下角像素的亮度值為其右下角LED顯示模組的亮度值L4。
然後由線性關係先求出最左列和最右列每個像素的亮度值:
則最左列第n個像素的亮度值：LLn=（L3-L1）*n/H+L1；
最右列第n個像素的亮度值：LRn=（L4-L2）*n/H+L2；
最後由每行的起點和終點的像素的亮度值確定每行中其它各像素的亮度值:
則第n行的第m個像素的亮度值：Lnm=（LRn-LLn）*m/W+LRn。
2、對於最下一行，非右下角的LED顯示模組：先規定縱向各像素的亮度值相同。再規定第一列像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值，而最右列像素的亮度值為其右方LED顯示模組的亮度值；最後，中間各列像素的亮度值按照線性增加或減少。
3、對於最右一列，非右下角的LED顯示模組：先規定橫向各像素的亮度值相同，再規定第一行像素的亮度值為當前LED顯示模組的亮度值，而最下一行像素的亮度值為其下方LED顯示模組的亮度值；最後，中間各行像素的亮度值按照線性增加或減少。
4、對於右下角的LED顯示模組：規定其的每個像素的亮度值為該LED顯示模組的亮度值ML。
《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》具體實施方式的LED全彩屏系統，由於各LED顯示模組上均設定有一個亮度感測器，且基於該LED全彩屏系統的LED全彩屏系統亮度調節方法，獲取各LED顯示模組所處環境的環境亮度值後，根據各LED顯示模組所處環境的環境亮度值，生成各LED顯示模組的亮度調節數據，最終根據各LED顯示模組亮度調節數據調節各LED顯示模組的亮度，因此最終可以根據環境亮度的改變，自動調整播放視頻的各幀畫面的亮度，不但可以調整每個LED顯示單元箱體的亮度，而且可以調整每個LED顯示模組，甚至每個像素的亮度，實現亮暗區域的柔和過度。基於該發明LED全彩屏系統的LED全彩屏系統自動亮度調節方法，降低了過度區域的方塊效應，確保了不同亮暗區域間的柔和過度，達到良好的視覺效果。同時，降低了環境中的光污染，節省電力資源，做到低碳環保。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一種LED全彩屏系統及其亮度調節方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
