CN112165750A - Led灯控制方法、装置、***及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED灯控制方法，应用于LED照明领域，所述LED控制方法包括以下步骤：获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据；根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据；显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。本发明还公开了一种LED灯控制装置、***以及计算机可读存储介质，本发明通过获取相邻两帧的显示数据的平均值以作为过渡帧的显示数据，使得LED灯在显示换帧过程中能够更加平滑，有效减小换帧时相邻两帧之间产生的亮度差异，避免在显示数据为低灰度数据阶段时被人眼捕捉到亮度差异，实现改善LED灯的显示效果，提高用户体验度。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED灯控制方法、装置、***及计算机可读存储介质。
背景技术
现有技术中，随着LED照明显示技术不断发展，LED灯因其低功耗、高寿命、运输方便、环保和色彩纯厚等特点被广大用户所接受。目前LED灯在舞台灯光、城市景观亮化等领域均有广泛的应用。
然而，在使用LED灯的过程中，为了适应一些场合的高亮化需求，通常会使用大功率的LED灯具，由于亮度整体提高了，使得即使在低灰度阶段，相邻两个灰度数据在经过伽马校正后呈现的亮度差异也容易被人眼捕捉，导致在渐变显示时，人眼能够感受到灯光有轻微抖动的感觉，影响显示效果，极大降低了用户体验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种LED灯控制方法，旨在解决现有技术不能实现的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种LED灯控制方法，包括以下内容：
获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据；
根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据；
显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。
其中，所述根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据的步骤包括：
缓存所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，计算所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的平均值，标记所述平均值为过渡帧的显示数据。
其中，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
采集当前帧和下一帧的帧间隔时间，设置帧间隔时间阈值，根据所述帧间隔时间和帧间隔时间阈值设置所述过渡帧的显示数据的过渡显示时间。
其中，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
对比所述帧间隔时间和所述帧间隔时间阈值，若所述帧间隔时间小于所述帧间隔时间阈值，则对应设置所述过渡帧显示数据的显示时间为所述帧间隔时间的一半。
其中，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
对比所述帧间隔时间和所述帧间隔时间阈值，若所述帧间隔时间大于所述帧间隔时间阈值，则对应设置所述过渡显示时间为一个固定值，所述过渡显示时间小于所述帧间隔时间。
其中，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
控制脉宽调制模块进行编码，生成携带显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的显示控制指令，控制LED灯进行对应显示。
其中，所述获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的步骤包括：
对输入信号进行解码，获取所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，所述显示数据为灰度数据。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种LED灯控制装置，所述LED灯控制装置装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的LED灯控制程序，所述LED灯控制程序被所述处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明还提供一种LED灯控制***，所述LED灯控制***包括LED灯控制装置和至少LED灯，所述LED灯控制***在执行时实现如上所述的LED灯控制方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有LED灯控制程序，所述LED灯控制程序被处理器执行时实现如上所述LED灯控制方法的步骤。
本发明实施例提出的一种LED灯控制方法，通过获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，根据当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算获取过渡帧的显示数据，并在下一帧的显示数据显示之前显示过渡帧的显示数据。采用获取两帧之间的平均值作为过渡帧的显示数据，使得LED灯在显示换帧过程中能够更加平滑，能够有效减小换帧时当前帧和下一帧之间的亮度差异，避免在显示数据为低灰度数据时被人眼捕捉到亮度差异，实现改善LED灯的显示效果，提高用户体验度。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的LED灯控制装置结构示意图；
图2为本发明LED控制方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明LED控制方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明LED控制***一实施例的功能模块示意图。
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。
本发明实施例的主要解决方案是：获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据；根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据；显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。
由于现有技术中，随着LED照明显示技术不断发展，LED灯因其低功耗、高寿命、运输方便、环保和色彩纯厚等特点被广大用户所接受。目前LED灯在舞台灯光、城市景观亮化等领域均有广泛的应用。
然而，在使用LED灯的过程中，为了适应一些场合的高亮化需求，通常会使用大功率的LED灯具，由于亮度整体提高了，使得即使在低灰度阶段，相邻两个灰度数据在经过校正后呈现的亮度差异也容易被人眼捕捉，导致在渐变显示时，人眼能够感受到灯光有轻微抖动的感觉，影响显示效果，极大降低了用户体验。
本发明提供一种解决方案，通过获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，根据当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算获取过渡帧的显示数据，并在下一帧的显示数据显示之前显示过渡帧的显示数据。采用获取两帧之间的平均值作为过渡帧的显示数据，使得LED灯在显示换帧过程中能够更加平滑，能够有效减小换帧时当前帧和下一帧之间的亮度差异，避免在显示数据为低灰度数据时被人眼捕捉到亮度差异，实现改善LED灯的显示效果，提高用户体验度。
如图1所示，图1是本发明实施例涉及的LED灯控制装置的运行环境结构示意图。
如图1所示，该LED灯控制装置可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
可选地，LED灯控制装置还可以包括调谐解调器、回传通道、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路等等。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的LED灯控制装置的硬件结构并不构成对LED灯控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块、数据解码模块、帧间隔时间获取模块、PWM输出模块以及LED灯控制程序。
其中，操作***是管理和控制LED灯控制装置和软件资源的程序，支持LED灯控制程序以及其他程序的运行。
其中，数据解码模块，用于对输入信号进行解码，获取LED灯的当前帧的显示数据和相邻的下一帧的显示数据。
其中，帧间隔时间获取模块，用于采集当前帧和下一帧的帧间隔时间，以及设置过渡帧的显示时间。
其中，PWM输出模块，即脉宽调制输出模块，用于生成携带控制指令的PWM信号，控制LED灯进行相应显示操作。
在图1所示的LED灯控制装置的硬件结构中，网络接口1004主要用于接入网络；用户接口1003主要用于侦测确认指令和编辑指令等。而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，并执行以下操作：
获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据；
根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据；
显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，还执行以下操作：
缓存所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，计算所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的平均值，标记所述平均值为过渡帧的显示数据。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，还执行以下操作：
采集当前帧和下一帧的帧间隔时间，设置帧间隔时间阈值，根据所述帧间隔时间和帧间隔时间阈值设置所述过渡帧的显示数据的过渡显示时间。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，还执行以下操作：
对比所述帧间隔时间和所述帧间隔时间阈值，若所述帧间隔时间小于所述帧间隔时间阈值，则对应设置所述过渡帧显示数据的显示时间为所述帧间隔时间的一半。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，还执行以下操作：
对比所述帧间隔时间和所述帧间隔时间阈值，若所述帧间隔时间大于所述帧间隔时间阈值，则对应设置所述过渡显示时间为一个固定值，所述过渡显示时间小于所述帧间隔时间。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，还执行以下操作：
控制脉宽调制模块进行编码，生成携带显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的显示控制指令，控制LED灯进行对应显示。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的LED灯控制程序，还执行以下操作：
对输入信号进行解码，获取所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，所述显示数据为灰度数据。
基于上述LED灯控制装置硬件结构，提出本发明LED灯控制方法的各个实施例。
参见图2，图2是本发明LED灯控制方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，LED灯控制方法包括：
步骤S10：获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据；
可选的，通过数据解码模块对输入LED灯的输入数据进行解码，获取LED灯的当前帧的显示数据和下一帧的显示数据。具体的，该显示数据是反映LED灯亮度变化的灰度数据。可选的，在一具体实施例中，该灰度数据包含所需生成的脉冲调制信号的脉冲调整周期所占用的时间宽度和LED开启电平所占用的时间宽度等反映LED灯亮度的信息。
可选的，所获取的显示数据可以为低灰度的显示数据，也可以是其它灰度等级下的显示数据。
可选的，在一具体实施例中，输入数据为256级灰度数据，使得LED灯能够显示16兆色，所述16兆色为通过控制LED灯的R、G、B三原色的数值可以组成166777216种颜色。
可选的，在一具体实施例中，为了减少噪点，提高稳定性和抗干扰性，以获得更好的显示效果，对所获取到的输入数据进行65536级的伽马校正。具体的，通过伽马校正公式或查找256级灰度数据和65536对应的伽马对照表，将获取到的256级灰度数据校正为65536级灰度数据。
通过对256级灰度数据进行校正后获得65536级灰度数据，使得LED灯具有更好地显示效果，能够适应更多应用场景。
步骤S20：根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据；
可选的，将获取到的LED灯的当前帧的显示数据和下一帧的显示数据缓存到存储器中，并且通过计算获取LED灯的当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的平均值。
可选的，将所获取到的LED灯的当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的平均值标记为过渡帧的显示数据。具体的，该过渡帧的灰度数据与当前帧的灰度数据和下一帧的灰度数据均不相同。且该过渡帧的灰度数据介于当前帧和下一帧的灰度数据之间。因此该过渡帧在显示时的亮度也介于当前帧的显示亮度和下一帧的显示亮度之间。
可选的，在一具体实施例中，在获取过渡帧的显示数据后，缓存该过渡帧的显示数据。
步骤S30：显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。
具体的，控制PWM输出模块(即脉宽调制输出模块)进行编码，生成PWM信号。该PWM信号携带了在当前帧显示结束后，在换帧时刻显示过渡帧的显示数据，在过渡帧的显示数据显示完毕后，显示下一帧的显示数据的驱动指令。
具体的，由于人眼的感知时间存在延时，例如对36帧速度显示的画面，即每秒36张连续显示的图片，人眼认为画面是连续不间断的。因此，在一具体实施例中，通过控制脉宽调制模块设定对应的占空比控制LED灯进行显示，达到控制人眼感知亮度的目的，使得LED灯在当前帧显示结束后，在换帧时刻显示过渡帧的显示数据，具体的，该过渡帧的显示数据为当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的平均值，在过渡帧的显示数据显示完毕后，显示下一帧的显示数据。
PWM输出模块将编码后的对应PWM信号传输到LED灯，控制LED灯根据PWM信号携带的操作指令进行显示。具体的，在一具体实施例中，LED灯在接收PWM信号后，根据“显示当前帧后，显示过渡帧，再显示下一帧”的显示规律进行显示。由于获取到的过渡帧为当前帧和下一帧的显示数据的平均值，因此，从当前帧到过渡帧再到下一帧的显示效果相较于从当前帧到下一帧的显示效果更加平滑，在低灰度阶段，能够有效降低人眼观察到亮度差异的情况发生，避免使用者感到灯光抖动的情况发生。
本实施例中通过解码获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，根据当前帧和下一帧的显示数据计算出平均值，作为过渡帧的显示数据，并在显示下一帧显示数据之前，显示过渡帧的显示数据，使得LED灯在显示换帧过程中能够更加平滑，能够有效减小在换帧时刻当前帧和下一帧之间的亮度差异，避免在显示数据为低灰度数据时被人眼捕捉到亮度差异，实现改善LED灯的显示效果，提高用户体验度。
参见图3，图3是本发明LED灯控制方法第二实施例的流程示意图。
基于上述图2所示的第一实施例，所述LED灯控制方法还包括：
步骤S21：采集当前帧和下一帧的帧间隔时间，设置帧间隔时间阈值；
可选的，控制帧间隔时间获取模块采集当前帧和下一帧的帧间隔时间，具体的，在接收到显示数据时进行时间标记，该时间标记为显示数据进行显示的时间，可选的，当前帧和下一帧的帧间隔时间为下一帧和当前帧的时间标记之差。可选的，在一具体实施例中，采集到的当前帧和下一帧的帧间隔时间为32ms(毫秒)。
可选的，在一具体实施例中，预设帧间隔时间阈值，该帧间隔时间阈值为一个自定义预设的数值。根据帧间隔时间阈值和帧间隔时间作为设置参考，对应设置获取到的过渡帧的显示时间。可选的，在一具体实施例中，预设的帧间隔时间阈值为30ms。在另一具体实施例中，预设的帧间隔时间阈值为36ms。
步骤S22：根据所述帧间隔时间和帧间隔时间阈值设置所述过渡帧的显示数据的过渡显示时间。
具体的，对比帧间隔时间和帧间隔时间阈值，获取对比结果，根据对比结果对应设置过渡帧的显示时间。
可选的，若对比结果为帧间隔时间小于帧间隔时间阈值，则设置过渡帧的显示时间为帧间隔时间的一半。可选的，在一具体实施例中，通过帧间隔时间获取模块获取到的当前帧和下一帧的帧间隔时间为32ms，预设的帧间隔时间阈值为36ms，帧间隔时间小于预设的帧间隔时间阈值，因此设置的过渡帧的显示时间为帧间隔时间的一半，过渡帧的显示时间为16ms。
可选的，若对比结果为帧间隔时间大于预设的帧间隔时间阈值，则对应设置显示时间为一个固定值，具体根据实际显示效果需求进行设置，以起到提高显示效果且避免产生拖影为准。可选的是，该固定值小于帧间隔时间。在一具体实施例中，通过帧间隔时间获取模块获取到的当前帧和下一帧的帧间隔时间为36ms，预设的帧间隔时间阈值为34ms，帧间隔时间大于预设的帧间隔时间阈值，固定设置过渡帧的显示时间为16ms。
步骤S31：在过渡帧的显示时间内显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。
具体的，控制PWM输出模块进行编码，生成PWM信号。该PWM信号携带了在当前帧显示结束后，在换帧时刻显示过渡帧的显示数据，在过渡帧的显示时间结束后，显示下一帧的显示数据的驱动指令。
可选的，PWM输出模块将编码后的对应PWM信号传输到LED灯，控制LED灯根据PWM信号携带的操作指令进行显示。
本实施例中通过获取当前帧和下一帧的帧间隔时间，并预设帧间隔时间阈值，通过将帧间隔时间和预设的帧间隔时间阈值进行对比，根据对比结果设置过渡帧的显示时间，在确保使得LED灯在显示换帧过程中能够更加平滑，能够有效减小在换帧时刻当前帧和下一帧之间的亮度差异，避免在显示数据为低灰度数据时被人眼捕捉到亮度差异的前提下，通过控制过渡帧的显示时间，避免在显示过程中出现拖影的情况，以改善LED灯的显示效果，提高用户体验。
参见图4，图4是本发明LED灯控制***一实施例的功能模块示意图。
基于本发明上述实施例中的LED灯控制方法，本实施例还提供一种LED灯控制***，本实施例中，LED灯控制***包括LED灯控制装置10以及若干接收LED灯控制装置10发出的PWM指令进行对应显示的LED灯20。本实施例中的LED灯控制***在执行时实现如上述任一实施例中的LED灯控制方法的步骤。
可选的，为实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，本实施例中提出的计算机可读存储介质上存储有LED灯控制程序，存储的LED灯控制程序能够被处理器读取、解读并执行，从而实现上述任一LED灯控制方法实施例中的LED灯控制方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、药品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、药品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、药品或者***中还存在另外的相同要素。
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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上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LED灯控制方法，其特征在于，所述LED灯控制方法包括以下步骤：
获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据；
根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据；
显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示。
2.如权利要求1所述的LED灯控制方法，其特征在于，所述根据所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据计算得到过渡帧的显示数据的步骤包括：
缓存所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，计算所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的平均值，标记所述平均值为过渡帧的显示数据。
3.如权利要求1所述的LED灯控制方法，其特征在于，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
采集当前帧和下一帧的帧间隔时间，设置帧间隔时间阈值，根据所述帧间隔时间和帧间隔时间阈值设置所述过渡帧的显示数据的过渡显示时间。
4.如权利要求3所述的LED灯控制方法，其特征在于，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
对比所述帧间隔时间和所述帧间隔时间阈值，若所述帧间隔时间小于所述帧间隔时间阈值，则对应设置所述过渡帧显示数据的显示时间为所述帧间隔时间的一半。
5.如权利要求3所述的LED灯控制方法，其特征在于，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
对比所述帧间隔时间和所述帧间隔时间阈值，若所述帧间隔时间大于所述帧间隔时间阈值，则对应设置所述过渡显示时间为一个固定值，所述过渡显示时间小于所述帧间隔时间。
6.如权利要求3所述的LED灯控制方法，其特征在于，所述显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的步骤还包括：
控制脉宽调制模块进行编码，生成携带显示所述过渡帧的显示数据，所述过渡帧的显示数据在所述下一帧的显示数据前显示的显示控制指令，控制LED灯进行对应显示。
7.如权利要求1所述的LED灯控制方法，其特征在于，所述获取当前帧的显示数据和下一帧的显示数据的步骤包括：
对输入信号进行解码，获取所述当前帧的显示数据和下一帧的显示数据，所述显示数据为灰度数据。
8.一种LED灯控制装置，其特征在于，所述LED灯控制装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的LED灯控制程序，所述LED灯控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的LED灯控制方法。
9.一种LED灯控制***，其特征在于，所述LED灯控制***包括LED灯控制装置和至少一个LED灯，所述LED灯控制***在执行时实现如权利要求1-7任一项所述的LED灯控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有LED灯控制程序，所述LED灯控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的LED灯控制方法的步骤。
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