[发明专利]一种基于环境光变化的户外LED显示屏亮度自动调节方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及LED显示屏亮度调节领域，具体地讲，涉及一种基于环境光变化的户外LED显示屏亮度自动调节方法及系统。

背景技术

    随着LED技术的不断发展，户外LED显示屏的应用越来越广泛，主要涉及公益宣传、媒体广告、企业形象以及公共场所的信息宣传等。与传统的帆布广告、灯箱广告相比，LED显示屏以下优点：

1）大画面、视觉感强、亮度高、寿命长，易于吸引人们的注意力。 

2）内容更新方便快速，内容种类丰富，包括专题、专栏、综艺、动画、广播剧、电视剧，节目间隙插播广告。

3）外观新颖独特，提升城市形象，丰富居民文化生活。

LED显示屏独特的显示风格使其得到了广泛的应用。LED显示屏是由一系列LED（即发光二极管）点阵构成，目前主要使用红、绿、蓝三种颜色的LED。把红色和绿色放在一起组成一个像素的显示屏就叫做双色屏或彩色屏；把红、绿、蓝三种像素放在一起组成一个像素的显示屏就叫做全彩屏。户外LED显示屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准，按每平米像素数量大约有1024点，1600点，2000点，2500点，4096点等多种规格。

以每平米2000点的全彩LED显示屏例，共有2000*3 = 6000个LED,有的显示屏每个像素可能有4个LED,则每平米共有8000个LED。每个LED的工作电流为0.02A，工作电压为5V，其每平米功耗：

       0.02A * 5V * 6000 = 600W

可见，LED显示屏的功耗十分巨大，大规模推广应用必须考虑如何把功耗降低的问题。LED的亮度是由LED两端的电压以及流过LED的电流大小决定的。常见的调节LED显示屏亮度的方法有两种：调节电流和脉宽调制（PWM)。由于脉宽调制具有更大的灵活性，且适合于数字控制，使用较多。

另外，不同的时间和地点，环境光的亮度变化极大，如果LED显示屏的播放亮度大于环境亮度60%，就会对人眼造成光污染，使人眼不适应。因此，设计LED显示屏亮度自动调节系统是非常必要的。

发明内容

本发明针对以上问题，提出一种基于环境光变化的户外LED显示屏亮度自动调节方法及系统。 

本发明采用如下技术手段实现发明目的：

一种基于环境光变化的户外LED显示屏亮度自动调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）图像采集模块根据设定的时间间隔，通过摄像头采集LED显示屏周围环境的图像，并将图像发送给图像处理模块；

（2）图像处理模块接收图像采集模块发送的图像数据，对图像数据进行处理，提取环境光亮度数据，并将环境光亮度数据发送给亮度转换表；

（3）亮度转换表接收图像处理模块发送的环境光亮度数据，输出对应的LED显示屏亮度控制数据到LED显示屏控制系统；

（4）LED显示屏控制模块接收亮度转换表发送的LED显示屏亮度控制数据，改变脉冲宽度，从而调节LED显示屏的亮度。

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（2）包括如下步骤：

（2.1）亮度图生成：把彩色图像转化成亮度图像，彩色图像由红、绿、蓝三种颜色组成，根据这三种颜色计算亮度图的公式为： 

Y_亮度= 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B

其中，R代表红颜色的像素值，G代表绿颜色的像素值，B代表蓝颜色的像素值；

（2.2）亮度提取：计算亮度图像的平均灰度值，具体公式如下：

Y_平均＝（亮度图中所有像素值之和）/像素点数

即得到当前环境光亮度大小；

一种基于环境光变化的户外LED显示屏亮度自动调节系统，其特征在于，包括：

摄像头：采集LED显示屏周围环境的图像；

图像采集模块：根据设定的时间间隔，通过摄像头采集LED显示屏周围环境的图像，并将图像发送给图像处理模块；

图像处理模块：接收图像采集模块发送的图像数据，对图像数据进行处理，提取环境光亮度数据，并将环境光亮度数据发送给亮度转换表；

亮度转换表：接收图像处理模块发送的环境光亮度数据，输出对应的LED显示屏亮度控制数据到LED显示屏控制模块；

LED显示屏控制模块：接收亮度转换表发送的LED显示屏亮度控制数据，改变脉冲宽度，从而调节LED显示屏的亮度。

作为对本技术方案的进一步限定，所述图像处理模块包括：