技术摘要：
本发明公开了一种单摄像头屏幕亮度的调节系统及方法，包含光线采集部分、控制部分、调节部分；本发明所述方法和系统，通过采集、计算得到使用者眼睛实际观测到的环境的亮度，根据人眼的特性对环境亮度分为多段进行不同策略的屏幕亮度调整，使人眼处在最舒适的亮度比环  全部
背景技术：
随着当代通信科技的进步，手机、平板电脑等电子设备的功能越来越先进，随着手 机、平板电脑等电子设备的发展与功能日益强大，使用者对手机、平板电脑等电子设备日益 依赖，手机、平板电脑等电子设备屏幕的分辨率、亮度对使用者眼睛的压力越来越大，手机、 平板电脑等电子设备不适当的屏幕亮度调节，更加使使用者眼睛疲劳，手机、平板电脑等电 子设备屏幕亮度过亮，会使使用者视网膜受到损伤，过量使用可能致使视网膜受到不可逆 的伤害；设备屏幕亮度过暗，使用者的眼睛会加速疲劳，导致近视、老化等眼病的发生。针对 上述问题，申请号为《201410583857 .0》、《201510242504 .9》、《201410583857 .0》、 《201410757114.0》的发明专利提出了解决方案，但这些解决方案存在以下问题： 1、申请号为《201410583857.0》的发明专利，去除环境噪声时，只注意到去除光影的影 响，没有考虑到屏幕显示对侦测照度值的影响，如果侦测照度的传感器朝向与屏幕朝向一 致，屏幕的显示内容、屏幕的亮度对光照度传感器的影响申请号为《201410583857.0》的发 明专利没有考虑到；如果侦测照度的传感器朝向与屏幕朝向不一致，得到的数据就不是使 用者眼睛在看屏幕时眼睛方向射来的光线，换一个角度的光线和使用者眼睛方向的光线没 有任何关系，照度值也没有任何可用之处，如果申请号为《201410583857.0》的发明专利同 时使用多个方向的光照度传感器，除了屏幕方向的传感器对申请号为《201410583857.0》的 发明专利有使用价值，其他方向的传感器对申请号为《201410583857.0》的发明专利没有任 何价值。 2、申请号为《201410583857.0》、《201510242504.9》、《201410757114.0》的发明专 利对当前的照度的侦测只是环境光照度值，并不关心射入使用者眼睛的光线的照度值，在 相同的环境光照度值下，射入使用者眼睛的光线可能强也可能弱，所以环境光照度值不能 作为调节屏幕亮度的参考值，申请号为《201410583857 .0》、《201510242504 .9》、 《201410757114.0》的发明专利因为使用环境光照度值作为调节屏幕亮度的唯一参考值而 失去使用价值，在某些极端情况下还会造成反向调节。 3、申请号为《201410583857.0》、《201510242504.9》的发明专利有可能造成自激， 此发明专利在使用时如果因为环境光照度的变化，使屏幕调亮，屏幕的亮度增加使环境光 照度数值增加，数值增加后，根据申请号为《201410583857.0》的发明专利所述方法屏幕会 再次调亮，形成自激。 4、申请号为《201410583857 .0》的发明专利对环境光照度、屏幕亮度做归一化处 理，归一化处理后如果环境光照度、屏幕亮度比值相等，则所调整的方式也相同，这样的调 整方式对光线太亮、太暗时不合适，太暗时变化不是线性。 移动终端屏幕太亮伤害人眼的原因是屏幕的亮度高于背景，人眼的瞳孔用于调节 4 CN 111583843 A 说　明　书 2/7 页 人眼进光量的多少，过多的进光量会伤害视网膜上的视觉细胞，瞳孔调节大小是根据目前 总的进光量，如果屏幕的亮度高于背景，总的进光量不高，瞳孔会开的比较大，导致的结果 是部分视觉细胞接收到过量的光线，从而对眼睛造成伤害。 在暗的环境中(亮度低于10-²cd/m²时)，如无灯光照射的夜间，人眼的锥状细胞失 去感光作用，视觉功能由杆状细胞取代，人眼失去感觉彩色的能力，仅能辨别白色和灰色； 在较暗的环境中(亮度介于10-²cd/m²与10cd/m²时)，人眼的锥状细胞和视杆细胞同时起作 用；在明亮的环境中(亮度高于10cd/m²时)，人眼的锥状细胞起作用，杆状细胞失去感光作 用，对于人眼来说环境光即从正面视角角度进入人眼的光，其他方向的光线无论大小强弱 对人眼的感觉起不到任何作用；在环境亮度不同的条件下，为了使使用者能得到一个良好 的使用体验，需要不同的调节方式，尤其是在亮度低的情况下，屏幕亮度的调节会对人眼的 使用环境造成比较大的影响，为了保护人眼需要对亮度进行优化；目前的移动终端对屏幕 亮度的调节都没有考虑到背景光与移动终端的距离对人眼感觉的影响。 使用者在使用移动终端时，在没有快速移动的情况下或者拍摄时间间隔足够短的 情况下，移动终端的亮度变化一般情况下快于环境光线亮度的变化，这时快速取人脸上亮 度变化，亮度变化可以认为是由移动终端的亮度变化造成，可以表达为z(t)  =  x  y(t)    w，其中z(t)为拍摄到的人脸的平均亮度，x为人脸的平均反光值及其它影响因素，y(t)为移 动终端屏幕平均亮度随时间变化，w为环境光亮度，z(t)可以根据移动终端前置摄像头得 到，y(t)可以根据移动终端的屏幕显示得到，根据多次变化数据可以算出环境光线亮度w。
技术实现要素：
本发明所述一种移动终端屏幕亮度调节系统及方法。目的是针对当前市场所有有 屏幕并且有与屏幕方向相同的摄像头的移动终端对屏幕亮度自动调整中参考环境光线、距 离等因素导致的调整偏差考虑不周，本发明所述方法及系统直接计算某一时刻照向使用者 眼睛的环境光线的平均亮度，并根据环境光线对屏幕的亮度进行调整，调整时同时考虑照 向使用者眼睛的光线环境处在视神经细胞生理特性的明亮区域还是暗区域，不同的区域使 用不同的处理方式，同时考虑移动终端屏幕亮度对使用者眼睛环境光线的影响。 为实现上述发明目的，本发明所述一种单摄像头屏幕亮度的调节系统及方法包含 光线采集部分、控制部分、调节部分，各部分的具体特征如下： 1、所述光线采集部分，可以使用手机、平板电脑等移动终端的前置摄像头，连续或者定 时抓取图像。抓取的前置摄像头图像通过面部识别技术，识别出使用者的面部，如果前置摄 像头图像有多个面部，可以识别出离屏幕最近的一个人的面部，远近的数据可以从按照识 别出的人脸部的面积大小估算获得，也可以通过计算得到。 2、所述控制部分，控制部分的主要功能是根据前置摄像头拍摄的多个图像、拍摄 时移动终端屏幕亮度信息计算照入眼睛的环境光线的亮度，同时计算移动终端与使用者眼 睛的距离，根据环境光线的亮度计算移动终端屏幕需要的亮度后通过所述调节部分调节移 动终端屏幕亮度，所述控制部分有数据收集模块、变换模块、预测模块，各模块具体特征如 下： 1)所述数据收集模块，用于收集移动终端的前置摄像头拍摄的图像，并收集或者计算 出前置摄像头拍摄的图像中的使用者脸部、眼睛的距离；距离可以从摄像头的自动调焦信 5 CN 111583843 A 说　明　书 3/7 页 息中估算获得；也可以使用授权号为《CN  106157307  B》、《CN  105374039  B》的发明专利提 供的方法，还可以用其它单目摄像头测距方法得到；还可以从移动设备前置的距离传感器 的数据估算得到。 2)所述变换模块，根据收集到的图像、距离信息、移动设备屏幕亮度信息，计算除 移动终端外照入人眼的光线强度，计算移动终端占据人眼视角的角度、面积比例，根据照入 人眼的光线强度、移动终端占据人眼视角的角度、移动终端占据人眼视角的面积比例得到 移动终端屏幕亮度的目标值，计算过程如下： a)在屏幕亮度、显示变化时，打开前置摄像头拍摄多张照片，识别出每张照片中的使用 者脸部，计算出使用者眼睛距离； b)拍摄的同时记录画面对应的屏幕亮度； c)计算出每张照片中使用者脸部的亮度； d)计算环境亮度，从使用者脸部的亮度和移动终端屏幕的亮度的多组数据中，计算出 使用者脸部的亮度； e)计算视场占比，用移动终端的长宽与移动终端到人眼的距离计算移动终端在眼睛中 的视场占比； f)根据环境亮度得到调节屏幕亮度值，环境亮度的范围可以根据眼睛内感光细胞对不 同亮度响应的生理特点分为多档，针对多档每档可以采取不同的调节方法，环境亮度值在 每一档内使用相同的调节方式，每一档的调节方式可以有预设定的阀值，调节目标值超出 预设阀值的亮度值按照阀值处理，移动终端屏幕亮度的调节方式可以有升档方式、倍数方 式，升档方式用在暗环境中，升档方式使用的结果是使用不超出更明亮的上一档上限的亮 度使使用者眼睛所处的光线环境的亮度达到更明亮的上一档的亮度的下限或者以上；倍数 方式是使用者眼睛环境亮度在某一档时，屏幕亮度自动设置为当前使用者眼睛环境亮度的 预设倍数值。 3)所述预测模块，根据使用者已有的调节记录和所述变换模块得到的预测值，计 算出最适合使用者的屏幕显示亮度，计算时根据存储的当前环境亮度值相似的亮度时使用 者的调节情况进行调节，功能如下： a)根据当前环境亮度值查找对应的档位，查找出存储的相同档位环境亮度的使用者调 节记录，根据记录中所有的数据，可以将数据进行拟合，根据拟合后得到的函数预测出当前 环境亮度下屏幕亮度设置值；也可以将存储的相同档位环境亮度的使用者调节记录作为训 练集输入CNN、RNN等人工智能预测方法，并使用训练过的方法进行预测； b)对预测值或者使用者调节时设置值超出预设每档控制阀值的情况进行报警； c)存储，将使用者调节的情况进行存储，存储数据可以包含档位、环境亮度、调节值。 3、所述调节部分，所述调节部分根据目前的屏幕亮度值与目标屏幕亮度值的差 值，将差值按照设定的调整亮度变化值或者设定的时间分多级调节。 本发明的有益效果如下： 1.本发明所述方法只关心自然光照射情况，在采集光照数据时，只关心射入使用者眼 睛的自然光的照射情况，本发明采用的方法探测射入使用者眼睛的自然光的照射情况时， 虽然不在使用者眼睛处探测眼睛方向的光，但是用创新性的算法还原了射入使用者眼睛的 自然光的照射情况，使计算屏幕应该显示的亮度时使用的数据准确，准确的数据使使用者 6 CN 111583843 A 说　明　书 4/7 页 眼睛看到屏幕的亮度与背景差别处在预设范围，从而使眼睛得到的光视野内比较平均，瞳 孔开合大小合适，瞳孔进光量比较平均，视网膜上的视觉细胞受光量合适，不会造成因屏幕 亮度与背景差别太大而造成的视网膜视觉细胞受损。 2.本发明所述方法探测使用者眼睛看到的环境亮度时可以去除屏幕影响，不会因 为屏幕的明亮反馈到探测光线的传感器而发生自激或者调解目标不准确等现象。 3.本发明所述方法使用现有设备不增加成本，所述光线采集部分可以是手机、平 板电脑等移动终端现有的前置摄像头，屏幕调节也使用手机现有的接口，没有任何新增的 设备，也就没有成本的增加。 4.本发明所述方法使用的参考光线是进入使用者眼睛的光线相同方向的光线，位 置邻近的最相似的光线，在正常的使用环境下，不会有聚焦到使用者眼睛的方向性一致、强 度很高的强光出现，在这种强光出现时使用者会自己调节使用时的角度等避免此类事件的 发生，有了与射入使用者眼睛的光线最为相近的自然光数据，计算当前屏幕需要什么样亮 度的原始数据准确，屏幕调节的目标亮度也会反映准确。 5.  本发明所述方法考虑到了系统的屏幕发出的光对使用者眼睛的影响，在某些 条件下系统的屏幕发出的光可能使眼睛接收到的光的平均亮度刚好超过视锥细胞、视杆细 胞起作用的临界点，这时必须将屏幕对人眼的影响考虑到算法内，本发明所述方法针对现 有的发明、现有的实现方法没有考虑此情况进行了改进。 附图说明 附图1为本发明实施例屏幕亮度调节流程示意图； 附图2为本发明实施例系统组成模块示意图。