CN104978946B - 显示设备背光自适应调整的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示设备背光自适应调整的方法，包括步骤：获取显示设备所在位置的实时天气信息和显示设备周围的环境光信息；根据环境光信息与预设基准亮度值确定颜色调整值，根据颜色调整值、实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；将显示设备背光调整为最佳背光颜色和最佳背光亮度。本发明还公开了一种显示设备背光自适应调整的装置。本发明采用显示设备获取实时天气信息和环境光信息，无需增加硬件结构，避免制造成本增加；根据实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度，依此调整背光光源，调整精度高，使屏幕背光更接近当前光环境下的人眼舒适度，有利于保护人眼视力。
Description
技术领域
本发明涉及到背光显示技术领域，特别涉及到显示设备背光自适应调整的方法和装置。
背景技术
目前，电脑、电视、Pad、手机等电子设备在人们日常生活中随处可见。随着这些高科技产品的普及，也对人们的健康带来了负面的影响和伤害，特别是对于手机、PAD、笔记本电脑等便携式的智能设备，由于其使用的便携性，虽然方便了用户随时随地的使用，但是长时间的屏幕光刺激，却给用户的视力造成了一定的伤害。由于目前的显示设备很少具备屏幕亮度自适应调整功能，当外部环境光线发生改变时，显示设备无法随环境光线调整屏幕背光，例如用户在光线较亮的环境下，屏幕亮度较亮，当用户进入到光线较暗的环境下时，屏幕继续保持较亮的状态，势必会刺激到用户的眼睛，影响用户视力。现有的可自适应调节背光的方法，通常是在显示设备中额外安装光感器来检测外部环境光然后对背光亮度进行粗略的调整，但是光感器成本较高，无疑会增加显示设备的制造成本，并且在显示设备中需要为光感器预留安装空间，并设计与之匹配的电路，无疑增加了电路结构的复杂度和显示设备的体积，并且背光自适应调节精度不高。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种显示设备背光自适应调整的方法和装置，利用显示设备自身已有的硬件结构实现高精度的自适应调整屏幕背光。
为实现上述目的，本发明提出一种显示设备背光自适应调整的方法，包括步骤：
经显示设备所接入的网络获取显示设备所在位置的实时天气信息；
采用显示设备的摄像头获取显示设备周围的环境光，确定环境光信息；
根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据所述颜色调整值、所述实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；
将显示设备的屏幕背光调整为所述最佳背光颜色和最佳背光亮度。
优选地，所述根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据所述颜色调整值、所述实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度的步骤具体包括：
根据所述实时天气信息，查询预设的三原色模式色谱，获得所述实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）；
根据所述环境光信息，确定环境光颜色值（hR，hG，hB）；所述环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q；
根据所述实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）和环境光颜色值（hR，hG，hB），确定基准颜色值（R，G，B）；
根据所述环境光的亮度Y和预设的基准亮度值Y0确定亮度调整值ΔY，并根据所述亮度调整值ΔY、基准亮度值Y0、所述环境光的色调I和饱和度Q，确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ；
根据所述环境光的亮度Y、色调调整值rI和饱和度调整值rQ，确定颜色调整值（rR，rG，rB）；
根据基准颜色值（R，G，B）和颜色调整值（rR，rG，rB），确定最佳背光颜色（LR，LG，LB）；
将最佳背光亮度LY确定为Y0，Y0为预设的基准亮度值。
优选地，所述根据实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）和环境光颜色值（hR，hG，hB），确定基准颜色值（R，G，B）的步骤具体包括：
比较所述（fR，fG，fB）和（hR，hG，hB）趋近于预设的颜色衡量阈值（R0，G0，B0）的趋近程度；
根据趋近程度比较结果，调整Wf与Wh大小；其中，Wf为（fR，fG，fB）的权重，Wh为（hR，hG，hB）的权重，Wf+Wh=1；
根据调整后的权重，确定基准颜色值（R，G，B）=（fR，fG，fB）×Wf＋（hR，hG，hB）×Wh。
优选地，所述根据趋近程度比较结果，调整Wf与Wh大小的步骤具体包括：
当所述（fR，fG，fB）比（hR，hG，hB）更趋近于（R0，G0，B0）时，Wf＞Wh；
当所述（hR，hG，hB）比（fR，fG，fB）更趋近于（R0，G0，B0）时，Wh＞Wf；
当所述（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）趋近于（R0，G0，B0）的趋近程度相同时，Wf＝Wh。
优选地，所述比较（fR，fG，fB）和（hR，hG，hB）趋近于预设的颜色衡量阈值（R0，G0，B0）的趋近程度的步骤具体包括：
比较|fG－G0|与|hG－G0|的大小；
当|fG－G0|＜|hG－G0|时，判定所述（fR，fG，fB）比（hR，hG，hB）更趋近于（R0，G0，B0）；
当|fG－G0|＞|hG－G0|时，判定所述（hR，hG，hB）比（fR，fG，fB）更趋近于（R0，G0，B0）；
当|fG－G0|＝|hG－G0|时，比较|fR－R0|与|hR－R0|的大小；
当|fR－R0|＜|hR－R0|时，判定所述（fR，fG，fB）比（hR，hG，hB）更趋近于（R0，G0，B0）；
当|fR－R0|＞|hR－R0|时，判定所述（hR，hG，hB）比（fR，fG，fB）更趋近于（R0，G0，B0）；
当|fR－R0|＝|hR－R0|时，比较|fB－B0|与|hB－B0|的大小；
当|fB－B0|＜|hB－B0|时，判定所述（fR，fG，fB）比（hR，hG，hB）更趋近于（R0，G0，B0）；
当|fB－B0|＞|hB－B0|时，判定所述（hR，hG，hB）比（fR，fG，fB）更趋近于（R0，G0，B0）；
当|fB－B0|＝|hB－B0|时，判定所述（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）趋近于（R0，G0，B0）的趋近程度相同。
优选地，所述亮度调整值ΔY=|Y0－Y|；
所述色调调整值rI和饱和度调整值rQ采用以下公式获得：
rI＝I＋ΔY/Y0；
rQ＝Q＋ΔY/Y0。
优选地，所述最佳背光颜色（LR，LG，LB）采用以下公式获得：
（LR，LG，LB）=（R，G，B）+（rR，rG，rB）。
优选地，所述实时天气信息包括日照情况、天气情况、温度、紫外线指数和/或PM2.5值。
本发明还提出一种显示设备背光自适应调整的装置，包括：
天气获取模块，用于经显示设备所接入的网络获取显示设备所在位置的实时天气信息；
环境光获取模块，用于采用显示设备的摄像头获取显示设备周围的环境光，确定环境光信息；
最佳背光确定模块，用于根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据所述颜色调整值、所述实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；
背光调整模块，用于将显示设备的屏幕背光调整为所述最佳背光颜色和最佳背光亮度。
优选地，所述最佳背光确定模块具体用于：
根据所述实时天气信息，查询三原色模式色谱，获得所述实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）；
根据所述环境光信息，确定环境光颜色值（hR，hG，hB）；所述环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q；
根据所述实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）和环境光颜色值（hR，hG，hB），确定基准颜色值（R，G，B）；
根据所述环境光的亮度Y和预设的基准亮度值Y0确定亮度调整值ΔY，并根据所述亮度调整值ΔY、基准亮度值Y0、所述环境光的色调I和饱和度Q，确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ；
根据所述环境光的亮度Y、色调调整值rI和饱和度调整值rQ，确定颜色调整值（rR，rG，rB）；
根据基准颜色值（R，G，B）和颜色调整值（rR，rG，rB），确定最佳背光颜色（LR，LG，LB）；
将最佳背光亮度LY确定为Y0，Y0为预设的基准亮度值。
本发明采用连接有网络的显示设备获取当地的实时天气信息，并采用显示设备的摄像头获取周围环境光信息，无需增加显示设备的硬件结构，有利于避免制造成本的增加；根据环境光信息与预设基准亮度值确定亮度调整值，然后根据亮度调整值、实时天气信息和周围的环境光信息确定最佳背光颜色，并将预设基准亮度值确定为最佳亮度值，并依此调整背光光源，使屏幕背光亮度和色彩在调整过程中更加协调，从而更接近当前光环境下的人眼舒适度，调整精度高，有利于保护人眼视力。
附图说明
图1为本发明显示设备背光自适应调整的方法的实施例的流程示意图；
图2为本发明显示设备背光自适应调整的方法实施例中确定最佳背光颜色和最佳背光亮度的步骤流程图；
图3为本发明显示设备背光自适应调整的方法实施例中确定基准颜色值的步骤流程图；
图4为本发明显示设备背光自适应调整的方法实施例中比较趋近程度的步骤流程图；
图5为本发明显示设备背光自适应调整的装置的实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1为本发明显示设备背光自适应调整的方法的实施例的流程示意图。本实施例提到的显示设备背光自适应调整的方法，包括步骤：
步骤S10，经显示设备所接入的网络获取显示设备所在位置的实时天气信息；
本实施例的显示设备可以是手机、笔记本电脑、PAD等便携移动设备，也可以是带有摄像头的台式电脑、一体机、网络电视机等电子设备，显示设备的显示屏采用背光显示模式，可通过调整背光来调节显示画面的亮度和色彩。首先需确保显示设备已经连接网络，对显示设备所接入的网络连接情况进行检测，如果未连接，可显示提示信息提示用户。在显示设备已连接网络的情况下，通过网络获取当地天气，可预先在显示设备中设置本地的位置信息，例如所在城市名称，显示设备经网络连接到天气监测类服务器，获取到当地的实时天气信息，包括日照情况、天气情况、温度、紫外线指数、PM2.5值等，这些信息与当地的外部光线有一定的关系。
为了测得更加准确的实时天气信息，对于显示设备的所在位置可通过实时定位的方式获得。例如，对于笔记本电脑、台式电脑、一体机等设备，可开启有线或无线网络，采用网络定位的方式获取设备所在位置信息；而对于手机、PAD等设备，除了网络定位的方式，开启wifi或数据网络定位，还可开启GPS，采用GPS定位方式获取设备所在位置信息。在获得精确的位置信息后，显示设备通过网络查询到的天气信息更加精确，有利于获得高精确度的最佳背光颜色和最佳背光亮度。
步骤S20，采用显示设备的摄像头获取显示设备周围的环境光，确定环境光信息；
同时，还需开启显示设备的摄像头，通过摄像头获取周围的环境光，例如，通过摄像头的光传感器采集环境光，并由光传感器将采集到的环境光转换为电信号输出至处理器，处理器根据电信号的大小确定环境光信息；或通过摄像头拍摄照片，并由处理器对照片中的色彩光线进行识别分析，获得环境光信息。环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q，又称色彩空间值。对于具备光信息直接转换功能的显示设备可直接根据采集到的环境光转换为Y、I、Q环境光信息；对于不具备光信息直接转换功能的显示设备，可预先在显示设备存储器中存储光线亮度谱，从光线亮度谱中可以查询到周围的环境光所对应的亮度Y、色调I和饱和度Q。
步骤S30，根据环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据颜色调整值、实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；
在YIQ色彩空间中，将最接近视觉舒适度的亮度值定义为基准亮度值Y0，Y0值可预先存储在显示设备存储器中。根据环境光信息与预设的基准亮度值Y0确定颜色调整值，然后根据网络查询获得的实时天气信息以及摄像头采集到的环境光信息确定基准颜色值，再根据颜色调整值以及基准颜色值确定最佳颜色值，分析获得当前光照环境下，最接近人眼舒适度、且能保护人眼视力的色彩和亮度，作为显示设备的背光光源的最佳色彩和亮度。
步骤S40，将显示设备的屏幕背光调整为最佳背光颜色和最佳背光亮度。
在确定需要调整背光亮度后，向背光驱动单元发送背光调整指令，并将得到的最佳背光颜色和最佳背光亮度一并发送，背光驱动单元根据最佳背光颜色和最佳背光亮度调整背光光源，使屏幕背光亮度和色彩更接近当前光环境下的人眼舒适度，有利于保护人眼视力。
本实施例采用连接有网络的显示设备获取当地的实时天气信息，并采用显示设备的摄像头获取周围环境光信息，无需增加显示设备的硬件结构，有利于避免制造成本的增加；根据环境光信息以及基准亮度值确定颜色调整值，然后根据颜色调整值以及实时天气信息和周围的环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度，并依此调整背光光源，使屏幕背光亮度和色彩在调整过程中更加协调，从而更接近当前光环境下的人眼舒适度，调整精度高，有利于保护人眼视力。
如图2所示，图2为本发明显示设备背光自适应调整的方法实施例中确定最佳背光颜色和最佳背光亮度的步骤流程图。本实施例以图1所示实施例为基础，步骤S30具体包括：
步骤S31，根据实时天气信息，查询预设的三原色模式色谱，获得实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）；
本实施例预先将三原色模式色谱存储在显示设备存储器中。三原色模式又称RGB颜色模式或红绿蓝模式，是一种加色模式，将红、绿、蓝三色按不同的比例相加，得到多种多样的色光。在三原色模式色谱中，不同的实时天气信息对应不同的颜色值，根据日照情况、紫外线指数、天气、温度、PM2.5值等天气信息，可在三原色模式色谱中查找到对应的颜色值，例如，温度32℃，天气晴，紫外线指数9，对应颜色值为#FF8C00，换算成红、绿、蓝三色比例为（128，220，100），此外也可以只是根据一种或多种组合确定颜色值。
步骤S32，根据环境光信息，确定环境光颜色值（hR，hG，hB）；
根据显示设备周围环境光的亮度Y、色调I和饱和度Q，采用以下公式确定环境光颜色值（hR，hG，hB）：
hR＝Y＋0.956×I＋0.623×Q；
hG＝Y－0.272×I－0.648×Q；
hB＝Y－1.105×I＋0.705×Q。
步骤S33，根据实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）和环境光颜色值（hR，hG，hB），确定基准颜色值（R，G，B）；
在确定基准颜色值（R，G，B）时，应综合考虑显示设备所处周围环境以及当地的实时天气情况，以更接近视觉舒适度的颜色值为主。
步骤S34，根据环境光的亮度Y和预设的基准亮度值Y0确定亮度调整值ΔY，并根据亮度调整值ΔY、基准亮度值Y0、环境光的色调I和饱和度Q，确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ；
亮度调整值ΔY=|Y0－Y|，色调调整值rI和饱和度调整值rQ可采用以下公式获得：
rI＝I＋ΔY/Y0；
rQ＝Q＋ΔY/Y0。
其中，|Y0－Y|表示Y0与Y的差值取绝对值，即亮度调整值ΔY，当Y小于Y0时，ΔY=|Y0－Y|＝Y0－Y；当Y大于Y0时，ΔY=|Y0－Y|＝Y－Y0；当Y等于Y0时，ΔY=|Y0－Y|＝0。预设基准亮度值可分布在[80，230]之间，本实施例可预设基准亮度值Y0为205。
步骤S35，根据环境光的亮度Y、色调调整值rI和饱和度调整值rQ，确定颜色调整值（rR，rG，rB）；
在确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ后，采用以下公式确定颜色调整值（rR，rG，rB）：
rR＝Y＋0.956×rI＋0.623×rQ；
rG＝Y－0.272×rI－0.648×rQ；
rB＝Y－1.105×rI＋0.705×rQ。
步骤S36，根据基准颜色值（R，G，B）和颜色调整值（rR，rG，rB），确定最佳背光颜色（LR，LG，LB）；
最终获得的最佳背光颜色（LR，LG，LB）为：
（LR，LG，LB）=（R，G，B）+（rR，rG，rB）。
步骤S37，将最佳背光亮度LY确定为Y0。
同时，由于基准亮度值Y0为最接近视觉舒适度的亮度值，因此可直接将最佳背光亮度LY确定为Y0，采用Y0作为调整参数来调整背光光源的亮度。
本实施例根据实时天气信息获得的颜色值（fR，fG，fB）以及根据环境光信息获得的亮度Y、色调I和饱和度Q，并根据环境光亮度与预设基准亮度值之间的调整值对色调和饱和度进行调整，然后将其映射到颜色空间对颜色进行调整，以此获得高精确度以及高协调度的最佳背光颜色和最佳背光亮度，使调整后的屏幕背光亮度和色彩更加协调，且更加接近当前光环境下的人眼舒适度。
如图3所示，图3为本发明显示设备背光自适应调整的方法实施例中确定基准颜色值的步骤流程图。本实施例以图2所示实施例为基础，步骤S33具体包括：
步骤S331，比较（fR，fG，fB）和（hR，hG，hB）趋近于预设的颜色衡量阈值（R0，G0，B0）的趋近程度；
步骤S332，根据趋近程度比较结果，调整Wf与Wh大小；其中，Wf为（fR，fG，fB）的权重，Wh为（hR，hG，hB）的权重，Wf+Wh=1；
步骤S333，根据调整后的权重，确定基准颜色值（R，G，B）=（fR，fG，fB）×Wf＋（hR，hG，hB）×Wh。
本实施例预先在显示设备存储器中设置有颜色衡量阈值（R0，G0，B0），该值与视觉舒适度的颜色值比较接近，例如设置颜色衡量阈值（R0，G0，B0）=（204，232，207）。比较（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）中更接近（R0，G0，B0）的一组，根据比较结果，调整（R，G，B）=（fR，fG，fB）×Wf＋（hR，hG，hB）×Wh中权重Wf和Wh的比例。当（fR，fG，fB）更接近视觉舒适度的颜色值时，Wf＞Wh，当（hR，hG，hB）更接近视觉舒适度的颜色值时，Wh＞Wf，当两者接近程度相等时Wf＝Wh。例如，当（fR，fG，fB）更接近（R0，G0，B0）时，Wf=0.8，Wh=0.2；当（hR，hG，hB）更接近（R0，G0，B0）时，Wh=0.8，Wf=0.2；当两者接近程度相等时，（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）各占一半，Wf=Wh=0.5。上述0.8和0.2的值只是本实施例的一种，可根据情况修改设置，例如0.7:0.3、0.9:0.1或0.65:0.35等。
本实施例将天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）和环境光信息对应的颜色值（hR，hG，hB）分别与颜色衡量阈值（R0，G0，B0）比较，以调整（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）在基准颜色值（R，G，B）中的比重，使获得的基准颜色值（R，G，B）更符合视觉舒适度，有利于获得高精确度和高协调度的最佳背光颜色和最佳背光亮度，使调整后的屏幕背光亮度和色彩更加接近当前光环境下的人眼舒适度。
如图4所示，图4为本发明显示设备背光自适应调整的方法实施例中比较趋近程度的步骤流程图。本实施例以图3所示实施例为基础，步骤S331具体包括：
步骤S3311，比较|fG－G0|与|hG－G0|的大小；当|fG－G0|＜|hG－G0|时，执行步骤S3312；当|fG－G0|＞|hG－G0|时，执行步骤S3313；当|fG－G0|＝|hG－G0|时，执行步骤S3314；
步骤S3312，判定（fR，fG，fB）比（hR，hG，hB）更趋近于（R0，G0，B0）；
步骤S3313，判定（hR，hG，hB）比（fR，fG，fB）更趋近于（R0，G0，B0）；
步骤S3314，比较|fR－R0|与|hR－R0|的大小；当|fR－R0|＜|hR－R0|时，执行步骤S3312；当|fR－R0|＞|hR－R0|时，执行步骤S3313；当|fR－R0|＝|hR－R0|时，执行步骤S3315；
步骤S3315，比较|fB－B0|与|hB－B0|的大小；当|fB－B0|＜|hB－B0|时，执行步骤S3312；当|fB－B0|＞|hB－B0|时，执行步骤S3313；当|fB－B0|＝|hB－B0|时，执行步骤S3316；
步骤S3316，判定（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）趋近于（R0，G0，B0）的趋近程度相同。
本实施例中，按照G、R、B的顺序依次比较（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）趋近于（R0，G0，B0）的趋近程度。以G值为例，|fG－G0|即fG与G0差值的绝对值，|hG－G0|即hG与G0差值的绝对值，比较|fG－G0|与|hG－G0|的大小，即比较fG与hG中哪一个更趋近于G0，对于差值的绝对值较小的G值，说明该G值更趋近于G0，例如当|fG－G0|＜|hG－G0|时，说明fG比hG更趋近于G0，则将（fR，fG，fB）的权重设置得大，（hR，hG，hB）的权重设置得小，无需再对R和B值进行比较，当|fG－G0|＝|hG－G0|时，才比较后续的R值。如果G、R、B值的趋近程序都相同，则将（fR，fG，fB）和（hR，hG，hB）的权重设置得一样大。
本实施例采用差值比较的方式来判断（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）趋近于（R0，G0，B0）的趋近程度，判断方法简单，有利于减少程序处理占用的内容，提高处理速度，且判断结果可靠度高，有利于获得高精确度的最佳背光颜色和最佳背光亮度。
如图5所示，图5为本发明显示设备背光自适应调整的装置的实施例的结构示意图。本实施例提到的显示设备背光自适应调整的装置，包括：
天气获取模块10，用于经显示设备所接入的网络获取显示设备所在位置的实时天气信息；
环境光获取模块20，用于采用显示设备的摄像头获取显示设备周围的环境光，确定环境光信息；
最佳背光确定模块30，用于根据环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据颜色调整值、实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；
背光调整模块40，用于将显示设备的屏幕背光调整为最佳背光颜色和最佳背光亮度。
本实施例的显示设备可以是手机、笔记本电脑、PAD等便携移动设备，也可以是带有摄像头的台式电脑、一体机、网络电视机等电子设备，显示设备的显示屏采用背光显示模式，可通过调整背光来调节显示画面的亮度和色彩。首先需确保显示设备已经连接网络，对显示设备所接入的网络连接情况进行检测，如果未连接，可显示提示信息提示用户。
在显示设备已连接网络的情况下，通过网络获取当地天气，可预先在显示设备中设置本地的位置信息，例如所在城市名称，显示设备经网络连接到天气监测类服务器，获取到当地的实时天气信息，包括日照情况、天气情况、温度、紫外线指数、PM2.5值等，这些信息与当地的外部光线有一定的关系。
为了测得更加准确的实时天气信息，对于显示设备的所在位置可通过实时定位的方式获得。例如，对于笔记本电脑、台式电脑、一体机等设备，可开启有线或无线网络，采用网络定位的方式获取设备所在位置信息；而对于手机、PAD等设备，除了网络定位的方式，开启wifi或数据网络定位，还可开启GPS，采用GPS定位方式获取设备所在位置信息。在获得精确的位置信息后，显示设备通过网络查询到的天气信息更加精确，有利于获得高精确度的最佳背光颜色和最佳背光亮度。
同时，还需开启显示设备的摄像头，通过摄像头获取周围的环境光，例如，通过摄像头的光传感器采集环境光，并由光传感器将采集到的环境光转换为电信号输出至处理器，处理器根据电信号的大小确定环境光信息；或通过摄像头拍摄照片，并由处理器对照片中的色彩光线进行识别分析，获得环境光信息。环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q，又称色彩空间值。对于具备光信息直接转换功能的显示设备可直接根据采集到的环境光转换为Y、I、Q环境光信息；对于不具备光信息直接转换功能的显示设备，可预先在显示设备存储器中存储光线亮度谱，从光线亮度谱中可以查询到周围的环境光所对应的亮度Y、色调I和饱和度Q。
在YIQ色彩空间中，将最接近视觉舒适度的亮度值定义为基准亮度值Y0，Y0值可预先存储在显示设备存储器中。根据环境光信息与预设的基准亮度值Y0确定颜色调整值，然后根据网络查询获得的实时天气信息以及摄像头采集到的环境光信息确定基准颜色值，再根据颜色调整值以及基准颜色值确定最佳颜色值，分析获得当前光照环境下，最接近人眼舒适度、且能保护人眼视力的色彩和亮度，作为显示设备的背光光源的最佳色彩和亮度。在确定需要调整背光亮度后，向背光驱动单元发送背光调整指令，并将得到的最佳背光颜色和最佳背光亮度一并发送，背光驱动单元根据最佳背光颜色和最佳背光亮度调整背光光源，使屏幕背光亮度和色彩更接近当前光环境下的人眼舒适度，有利于保护人眼视力。
本实施例采用连接有网络的显示设备获取当地的实时天气信息，并采用显示设备的摄像头获取周围环境光信息，无需增加显示设备的硬件结构，有利于避免制造成本的增加；根据环境光信息以及基准亮度值确定颜色调整值，然后根据颜色调整值以及实时天气信息和周围的环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度，并依此调整背光光源，使屏幕背光亮度和色彩在调整过程中更加协调，从而更接近当前光环境下的人眼舒适度，调整精度高，有利于保护人眼视力。
进一步的，最佳背光确定模块30具体用于：
根据实时天气信息，查询预设的三原色模式色谱，获得实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）；
根据环境光信息，确定环境光颜色值（hR，hG，hB）；环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q；
根据实时天气信息对应的颜色值（fR，fG，fB）和环境光颜色值（hR，hG，hB），确定基准颜色值（R，G，B）；
根据环境光的亮度Y和预设的基准亮度值Y0确定亮度调整值ΔY，并根据亮度调整值ΔY、基准亮度值Y0、环境光的色调I和饱和度Q，确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ；
根据环境光的亮度Y、色调调整值rI和饱和度调整值rQ，确定颜色调整值（rR，rG，rB）；
根据基准颜色值（R，G，B）和颜色调整值（rR，rG，rB），确定最佳背光颜色（LR，LG，LB）；
将最佳背光亮度LY确定为Y0，Y0为预设的基准亮度值。
本实施例预先将三原色模式色谱存储在显示设备存储器中。三原色模式又称RGB颜色模式或红绿蓝模式，是一种加色模式，将红、绿、蓝三色按不同的比例相加，得到多种多样的色光。在三原色模式色谱中，不同的实时天气信息对应不同的颜色值，根据日照情况、紫外线指数、天气、温度、PM2.5值等天气信息，可在三原色模式色谱中查找到对应的颜色值，例如，温度32℃，天气晴，紫外线指数9，对应颜色值为#FF8C00，换算成红、绿、蓝三色比例为（128，220，100），此外也可以只是根据一种或多种组合确定颜色值。
根据显示设备周围环境光的亮度Y、色调I和饱和度Q，采用以下公式确定环境光颜色值（hR，hG，hB）：
hR＝Y＋0.956×I＋0.623×Q；
hG＝Y－0.272×I－0.648×Q；
hB＝Y－1.105×I＋0.705×Q。
在确定基准颜色值（R，G，B）时，应综合考虑显示设备所处周围环境以及当地的实时天气情况，以更接近视觉舒适度的颜色值为主。本实施例预先在显示设备存储器中设置有颜色衡量阈值（R0，G0，B0），该值与视觉舒适度的颜色值比较接近，例如设置颜色衡量阈值（R0，G0，B0）=（204，232，207）。比较（hR，hG，hB）和（fR，fG，fB）中更接近（R0，G0，B0）的一组，根据比较结果，调整（R，G，B）=（fR，fG，fB）×Wf＋（hR，hG，hB）×Wh中权重Wf和Wh的比例，其中，Wf为（fR，fG，fB）的权重，Wh为（hR，hG，hB）的权重，Wf+Wh=1。当（fR，fG，fB）更接近视觉舒适度的颜色值时，Wf＞Wh，当（hR，hG，hB）更接近视觉舒适度的颜色值时，Wh＞Wf，当两者接近程度相等时Wf＝Wh。
亮度调整值ΔY=|Y0－Y|，色调调整值rI和饱和度调整值rQ可采用以下公式获得：
rI＝I＋ΔY/Y0；
rQ＝Q＋ΔY/Y0。
其中，|Y0－Y|表示Y0与Y的差值取绝对值，即亮度调整值ΔY，当Y小于Y0时，ΔY=|Y0－Y|＝Y0－Y；当Y大于Y0时，ΔY=|Y0－Y|＝Y－Y0；当Y等于Y0时，ΔY=|Y0－Y|＝0。预设基准亮度值可分布在[80，230]之间，本实施例可预设基准亮度值Y0为205。
在确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ后，采用以下公式确定颜色调整值（rR，rG，rB）：
rR＝Y＋0.956×rI＋0.623×rQ；
rG＝Y－0.272×rI－0.648×rQ；
rB＝Y－1.105×rI＋0.705×rQ。
最终获得的最佳背光颜色（LR，LG，LB）为：
（LR，LG，LB）=（R，G，B）+（rR，rG，rB）。
同时，由于基准亮度值Y0为最接近视觉舒适度的亮度值，因此可直接将最佳背光亮度LY确定为Y0，采用Y0作为调整参数来调整背光光源的亮度。
本实施例根据实时天气信息获得的颜色值（fR，fG，fB）以及根据环境光信息获得的亮度Y、色调I和饱和度Q，并根据环境光亮度与预设基准亮度值之间的调整值对色调和饱和度进行调整，然后将其映射到颜色空间对颜色进行调整，以此获得高精确度以及高协调度的最佳背光颜色和最佳背光亮度，使调整后的屏幕背光亮度和色彩更加协调，且更加接近当前光环境下的人眼舒适度。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台显示设备设备（可以是手机、PAD、计算机等）执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，包括步骤：
经显示设备所接入的网络获取显示设备所在位置的实时天气信息；
采用显示设备的摄像头获取显示设备周围的环境光，确定环境光信息；
根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据所述颜色调整值、所述实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；其中，根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值的步骤包括：根据所述实时天气信息，查询预设的三原色模式色谱，获得所述实时天气信息对应的颜色值(fR，fG，fB)；
根据所述环境光信息，确定环境光颜色值(hR，hG，hB)；所述环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q；
根据所述实时天气信息对应的颜色值(fR，fG，fB)和环境光颜色值(hR，hG，hB)，确定基准颜色值(R，G，B)；
根据所述环境光的亮度Y和预设的基准亮度值Y0确定亮度调整值ΔY，并根据所述亮度调整值ΔY、基准亮度值Y0、所述环境光的色调I和饱和度Q，确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ；
根据所述环境光的亮度Y、色调调整值rI和饱和度调整值rQ，确定颜色调整值(rR，rG，rB)；
将显示设备的屏幕背光调整为所述最佳背光颜色和最佳背光亮度。
2.如权利要求1所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述根据所述颜色调整值、所述实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度的步骤具体包括：
根据基准颜色值(R，G，B)和颜色调整值(rR，rG，rB)，确定最佳背光颜色(LR，LG，LB)；
将最佳背光亮度LY确定为Y0。
3.如权利要求2所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述根据实时天气信息对应的颜色值(fR，fG，fB)和环境光颜色值(hR，hG，hB)，确定基准颜色值(R，G，B)的步骤具体包括：
比较所述(fR，fG，fB)和(hR，hG，hB)趋近于预设的颜色衡量阈值(R0，G0，B0)的趋近程度；
根据趋近程度比较结果，调整Wf与Wh大小；其中，Wf为(fR，fG，fB)的权重，Wh为(hR，hG，hB)的权重，Wf+Wh＝1；
根据调整后的权重，确定基准颜色值(R，G，B)＝(fR，fG，fB)×Wf+(hR，hG，hB)×Wh。
4.如权利要求3所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述根据趋近程度比较结果，调整Wf与Wh大小的步骤具体包括：
当所述(fR，fG，fB)比(hR，hG，hB)更趋近于(R0，G0，B0)时，Wf＞Wh；
当所述(hR，hG，hB)比(fR，fG，fB)更趋近于(R0，G0，B0)时，Wh＞Wf；
当所述(hR，hG，hB)和(fR，fG，fB)趋近于(R0，G0，B0)的趋近程度相同时，Wf＝Wh。
5.如权利要求4所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述比较(fR，fG，fB)和(hR，hG，hB)趋近于预设的颜色衡量阈值(R0，G0，B0)的趋近程度的步骤具体包括：
比较|fG－G0|与|hG－G0|的大小；
当|fG－G0|＜|hG－G0|时，判定所述(fR，fG，fB)比(hR，hG，hB)更趋近于(R0，G0，B0)；
当|fG－G0|＞|hG－G0|时，判定所述(hR，hG，hB)比(fR，fG，fB)更趋近于(R0，G0，B0)；
当|fG－G0|＝|hG－G0|时，比较|fR－R0|与|hR－R0|的大小；
当|fR－R0|＜|hR－R0|时，判定所述(fR，fG，fB)比(hR，hG，hB)更趋近于(R0，G0，B0)；
当|fR－R0|＞|hR－R0|时，判定所述(hR，hG，hB)比(fR，fG，fB)更趋近于(R0，G0，B0)；
当|fR－R0|＝|hR－R0|时，比较|fB－B0|与|hB－B0|的大小；
当|fB－B0|＜|hB－B0|时，判定所述(fR，fG，fB)比(hR，hG，hB)更趋近于(R0，G0，B0)；
当|fB－B0|＞|hB－B0|时，判定所述(hR，hG，hB)比(fR，fG，fB)更趋近于(R0，G0，B0)；
当|fB－B0|＝|hB－B0|时，判定所述(hR，hG，hB)和(fR，fG，fB)趋近于(R0，G0，B0)的趋近程度相同。
6.如权利要求2所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述亮度调整值ΔY＝|Y0－Y|；
所述色调调整值rI和饱和度调整值rQ采用以下公式获得：
rI＝I+ΔY/Y0；
rQ＝Q+ΔY/Y0。
7.如权利要求2所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述颜色调整值(rR，rG，rB)采用以下公式获得：
rR＝Y+0.956×rI+0.623×rQ；
rG＝Y－0.272×rI－0.648×rQ；
rB＝Y－1.105×rI+0.705×rQ。
8.如权利要求1所述的显示设备背光自适应调整的方法，其特征在于，所述实时天气信息包括日照情况、天气情况、温度、紫外线指数和/或PM2.5值。
9.一种显示设备背光自适应调整的装置，其特征在于，包括：
天气获取模块，用于经显示设备所接入的网络获取显示设备所在位置的实时天气信息；
环境光获取模块，用于采用显示设备的摄像头获取显示设备周围的环境光，确定环境光信息；
最佳背光确定模块，用于根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值，并根据所述颜色调整值、所述实时天气信息和环境光信息确定最佳背光颜色和最佳背光亮度；其中：所述最佳背光确定模块具体用于根据所述环境光信息与预设的基准亮度值确定颜色调整值的步骤包括：根据所述实时天气信息，查询预设的三原色模式色谱，获得所述实时天气信息对应的颜色值(fR，fG，fB)；
根据所述环境光信息，确定环境光颜色值(hR，hG，hB)；所述环境光信息包括亮度Y、色调I和饱和度Q；
根据所述实时天气信息对应的颜色值(fR，fG，fB)和环境光颜色值(hR，hG，hB)，确定基准颜色值(R，G，B)；
根据所述环境光的亮度Y和预设的基准亮度值Y0确定亮度调整值ΔY，并根据所述亮度调整值ΔY、基准亮度值Y0、所述环境光的色调I和饱和度Q，确定色调调整值rI和饱和度调整值rQ；
根据所述环境光的亮度Y、色调调整值rI和饱和度调整值rQ，确定颜色调整值(rR，rG，rB)；
背光调整模块，用于将显示设备的屏幕背光调整为所述最佳背光颜色和最佳背光亮度。
10.如权利要求9所述的显示设备背光自适应调整的装置，其特征在于，所述最佳背光确定模块具体还用于：
根据基准颜色值(R，G，B)和颜色调整值(rR，rG，rB)，确定最佳背光颜色(LR，LG，LB)；
将最佳背光亮度LY确定为Y0，Y0为预设的基准亮度值。
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