摘要：本文對環(huán)境光、電視屏幕顯示對人健康觀影的影響等進行了簡單的分析，對基于色溫傳感器的電視健康觀影系統(tǒng)做了論述，重點闡述了實現(xiàn)健康觀影的實現(xiàn)方法、算法及系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：光感傳感器;自動色溫;健康觀影

　　引言

　　隨著生活水平、健康意識的提升，電視機健康觀影也成為人們關(guān)注的重點。為實現(xiàn)電視機的健康觀影，市面上已有防藍光等技術(shù)[1]。但對人眼而言，對人們健康的影響，除了藍光，環(huán)境光跟畫面顯示的舒適感也是一個重要的健康關(guān)注點。雖然電視也采用了相關(guān)技術(shù)，但應用技術(shù)主要是根據(jù)圖像內(nèi)容調(diào)節(jié)屏幕和圖像的亮暗程度，或僅僅根據(jù)亮度做調(diào)整。而人眼的實際觀影體驗是與外部光線密切相關(guān)的，包括色溫、亮度等影響因素[2]。電視系統(tǒng)在同樣的背光、圖像顯示設置和不同光線環(huán)境下，觀影主觀體驗是完全不一樣的[3]。本文論述的系統(tǒng)從色溫、亮度等環(huán)境光影響角度出發(fā)，根據(jù)外部環(huán)境亮度對自動調(diào)節(jié)電視機屏幕亮度、色溫等，實現(xiàn)健康觀影。如在較亮的光線環(huán)境下，電視可以稍微調(diào)亮一些，在較暗的光線環(huán)境下，顯示器可以調(diào)整較暗些;在晚上較暖的光線環(huán)境下，顯示器可以調(diào)整為較暖些，這樣既帶給人們一個舒適健康的觀影體驗，又實現(xiàn)了動態(tài)節(jié)能，對整個健康觀影生態(tài)都有很大的作用。

　　1系統(tǒng)方案的實現(xiàn)

　　1.1方案設計

　　本文所論述的健康觀影系統(tǒng)實現(xiàn)方法及系統(tǒng)主要包括環(huán)境光采集感應模塊、電視機自動色溫及亮度控制模塊、電視機顯示等組成[4]。圖1所示為本系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)框圖。

　　環(huán)境光采集感應模塊使用高精度數(shù)字色溫、亮度傳感器采集環(huán)境中的色溫、亮度信息，并將相關(guān)信息實時傳輸給系統(tǒng)的控制處理模塊。電視系統(tǒng)中的控制模塊由電視處理集成芯片完成，主要包括對環(huán)境色溫、亮度分析，建立色溫、亮度映射關(guān)系，根據(jù)分析結(jié)果對電視機進行自動色溫、亮度控制。電視顯示模塊結(jié)合自動色溫、亮度控制情況顯示舒適的電視畫面。方案重點設計內(nèi)容主要包括：光感應器數(shù)據(jù)采集與處理、自動色溫、亮度控制、實施效果等，具體如下：

　　光感應器數(shù)據(jù)采集與處理：采用特殊設計的有色玻璃組成的帶通濾色器和硅光電池組成3個三刺激值探測器，針對不同光源的不同光譜分布采用不同波段的帶通濾色器，以光電積分的方法實現(xiàn)對顏色(紅、綠、藍)的測量，以實現(xiàn)對不同光源的數(shù)據(jù)采集，如圖2所示，最終采集到紅、綠、藍的數(shù)據(jù)。

　　色溫數(shù)據(jù)：如下公式，獲取的色溫值為：TIN=T1×[BE/(RE+GE)]a，其中，RE、GE、BE為傳感器采集到的經(jīng)光電積分后得到的數(shù)據(jù);T1為基準調(diào)試色溫，a冪指數(shù)增益系數(shù)，根據(jù)傳感器中濾色器所用材料的不同基準色溫T1和a可實際調(diào)試。

　　照度數(shù)據(jù)：由于g(λ)與光譜光視效率相一致，因此照度Lx=βg?(λ)，β為亮度增益系數(shù)，具體值可根據(jù)實際濾鏡調(diào)整。

　　自動色溫、亮度控制：得到外部環(huán)境的亮度和色溫值后，控制器模塊根據(jù)環(huán)境的色溫和亮度值控制顯示器具體的亮度和色溫值，使之總體效果表現(xiàn)為當觀看環(huán)境較暗時，自動降低顯示器的亮度，并調(diào)節(jié)為暖色色溫，避免太過刺眼，當為明亮冷色燈光時，顯示器的亮度和色溫也相應調(diào)整。

　　1.2應用實例[5]

　　如圖3、圖4分別為亮度映射曲線和色溫映射曲線，當前顯示器的亮度為L，色溫為Tout;把顯示器的亮度顯示L分為最高(Lmax)、高(Lmax～LH)、中(LH～LM)、低(LM～Lmin)、最低(Lmin)共5段。色溫也分為5段：最大色溫(Tout_max)、冷色(Tout_max～Tout_cool)、標準(Tout_cool～Tout_stand)、暖色(Tout_stand～Tout_min)、最小色溫(Tout_min)。環(huán)境測量數(shù)據(jù)為：照度為Lx，色溫為TIN。相應的環(huán)境亮度也最亮(>Lx_max)，還有明亮(Lx_max～Lx_H)、中(Lx_H～Lx_M)、低(Lx_M～Lx_min)、最暗(TIN_max)、冷色(TIN_max～TIN_cool)、標準(TIN_cool～TIN_stand)、暖色(TIN_stand～TIN_min)、最小色溫(

　　●色溫設定

　　當環(huán)境色溫TIN≤TIN_min時，顯示器色溫設定為;

　　Tout=Tout_min;

　　當環(huán)境色溫為TIN_min≤TIN≤TIN_stand時，顯示器色溫設定為;

　　Tout=Tout_min+(Tout_stand-Tout_min)×(TIN-TIN_min)/(TIN_stand-TIN_min);

　　當環(huán)境色溫為TIN_stand≤TIN≤TIN_cool時，顯示器色溫設定為;

　　Tout=Tout_stand+(Tout_cool-Tout_stand)×(TIN-TIN_stand)/(TIN_cool-TIN_stand);

　　當環(huán)境色溫為TIN_cool≤TIN≤TIN_max時，顯示器色溫設定為;

　　Tout=Tout_cool+(Tout_max-Tout_cool)×(TIN-TIN_cool)/(TIN_max-TIN_cool);

　　當照度為TIN≥TIN_max時，顯示器亮度設定為;

　　Tout=Tout_max

　　●亮度設定

　　當照度Lx≤Lx_min時，顯示器亮度設定為;

　　L=Lmin;當照度為Lx_min≤Lx≤Lx_M時，顯示器亮度設定為;

　　L=Lmin+(LM-Lmin)×(Lx-Lx_min)/(Lx_M-Lx_min);

　　當照度為Lx_M≤Lx≤Lx_H時，顯示器亮度設定為;

　　L=LM+(LH-LM)×(Lx-Lx_M)/(Lx_H-Lx_M);

　　當照度為Lx_H≤Lx≤Lx_max時，顯示器亮度設定為;

　　L=LH+(Lmax-LH)×(Lx-Lx_H)/(Lx_max-Lx_H);

　　當照度為L≥L時，顯示器亮度設定為;

　　L=Lmax

　　顯示效果：白天亮度較高時，圖像亮度和色溫值相應也會較高，整體感覺較亮麗;晚上家居為暖色燈光時，環(huán)境亮度較低，色溫較暖，圖像色溫也會相應地調(diào)節(jié)為較暖，圖像亮度也會降低，如圖5所示。這樣，隨著觀看環(huán)境的不同，整體顯示效果符合人眼健康。

　　2結(jié)束語

　　通過本文方案的實施，可使得電視機根據(jù)環(huán)境的亮度和色溫自動調(diào)節(jié)顯示器的亮度和色溫，使觀影效果最為健康舒適，解決了固定顯示設定觀看，隨著環(huán)境變化而造成觀看不適的問題。

　　參考文獻：

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