機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法研究

劉圣曉

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展與進(jìn)步，人們越來越注重對于機(jī)載顯示器的發(fā)展上，而亮度通常機(jī)載顯示器中，對于其顯示器的可視度度做出的設(shè)計(jì)。而筆者根據(jù)機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法驗(yàn)證及優(yōu)化做出研究。以此為我國機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)做出一定貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)載顯示器;亮度;自動調(diào)節(jié);算法驗(yàn)證

機(jī)載的顯示器具有高亮度微亮度和自動調(diào)光，低能耗和可靠性等一系列特點(diǎn)，并且是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)陽光下可視的唯一途徑。而機(jī)載顯示器通?；诹炼茸詣诱{(diào)節(jié)的算法來實(shí)現(xiàn)亮度的自動調(diào)節(jié)。但是通常情況下其內(nèi)部環(huán)境的材料裝置配置等存在一定的差異，會造成一些光線的變化，出現(xiàn)偏離不能滿足自動變化的效果。但是通常情，碁顯示器受飛行的姿態(tài)和天空的參數(shù)影響，所以他身上的光環(huán)境動態(tài)變化也極為復(fù)雜，對于一些辨識程度也存在一定的影響。而隨著現(xiàn)代化的加深，科技水平的提高，在飛機(jī)事業(yè)上其現(xiàn)代化的飛機(jī)形式較為多樣，傳統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)不能滿足對于飛機(jī)顯示器的發(fā)展。由于在飛行過程中其容易受到高空的強(qiáng)光照射，或者是云層之間的反光，所以機(jī)組人員在辨別顯示器中的重要信息時(shí)，容易受到外界因素的影響。

在一般的機(jī)載顯示器中，其的理論是基于微博定律的，即感覺的差別閾限隨原來刺激量的變化而變化，而且表現(xiàn)為一定的規(guī)律性，用公式來表示，就是△I/I=K（其中，I為原刺激量，△I為此時(shí)的差別閾限，K為常數(shù)，又稱為韋伯率）。

在顯示器的亮度調(diào)節(jié)的過程中，其實(shí)是通過光照傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的，并且其可以根據(jù)顯示器的亮度控制模型來確定當(dāng)前環(huán)境下的目標(biāo)亮度，幫助其在一定的時(shí)間下調(diào)節(jié)自身的亮度，并且根據(jù)人眼的適應(yīng)性曲線來調(diào)節(jié)。除此之外，光線的光照度以及顯示器亮度的對應(yīng)關(guān)系，通過對于亮度控制模型的視覺實(shí)驗(yàn)建立。而在平時(shí)設(shè)計(jì)顯示器的亮度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)該關(guān)注其環(huán)境的光照度測試與監(jiān)控。

而在我國的顯示器亮度中，飛機(jī)的顯示器亮度主要取決于手動方式的調(diào)節(jié)。在飛行過程中，機(jī)組人員可以根據(jù)所需要的亮度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這樣子的手動調(diào)節(jié)技術(shù)費(fèi)時(shí)，效率低。并且，有些強(qiáng)光的時(shí)間較短，當(dāng)發(fā)生強(qiáng)光變化時(shí)調(diào)節(jié)顯示器后，強(qiáng)光的照射僅僅在一瞬間。影響了駕駛?cè)藛T或者是機(jī)組人員的視力以及判斷的能力，來不及造成亮度調(diào)節(jié)，這樣的情況是最容易引發(fā)交通事故的。自動的亮度調(diào)節(jié)方式是近幾年的新興熱度技術(shù)。其主要是通過自動調(diào)節(jié)和自動感應(yīng)能力，幫助機(jī)載顯示器進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。但是現(xiàn)有的系統(tǒng)調(diào)節(jié)效果不明顯，容易造成機(jī)組人員的誤判，并且每個(gè)人的情況可適應(yīng)的強(qiáng)光是不同的。所以亮度的自動調(diào)節(jié)沒有適應(yīng)其機(jī)組人員的眼部特性。并且如果強(qiáng)光發(fā)展較快，在相同的條件下自動調(diào)節(jié)亮度的顯示器就會快速調(diào)節(jié)自身亮度的模式。這樣的模式容易導(dǎo)致機(jī)組人員的眼部不適，也容易造成一定的飛行事故發(fā)生。而在我國的機(jī)載顯示器的亮度調(diào)節(jié)研究中，尤其是對于其算法的驗(yàn)證與優(yōu)化，目前已經(jīng)有不少學(xué)者進(jìn)行研究，并取得了一定的研究成果。

本文通過搜索知網(wǎng)、維普期刊網(wǎng)等一些網(wǎng)站搜集并且整理一系列的機(jī)載顯示亮度自動調(diào)節(jié)算法驗(yàn)證及優(yōu)化有關(guān)的國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)和論文，通過反復(fù)查看明確這些國內(nèi)外研究者的論題內(nèi)容，去了解相關(guān)主題的研究狀況和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了的研究成果并且對此進(jìn)行歸納和梳理為后續(xù)的研究提供有力的理論上的支持，對自己的研究找出突破口。通過分析找出機(jī)載顯示器自動調(diào)節(jié)算法驗(yàn)證及優(yōu)化概念的分布情況情況和異同點(diǎn)以期對其標(biāo)準(zhǔn)有更深一步的了解。

本文根據(jù)機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法驗(yàn)證及優(yōu)化，依據(jù)韋伯一費(fèi)希納定律通過亮度自動調(diào)節(jié)的算法以及算法上的優(yōu)化展開研究，以求為我國機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法驗(yàn)證及優(yōu)化做出一定的貢獻(xiàn)。

韋伯一費(fèi)希納定律是一個(gè)亮度自動調(diào)節(jié)的算法和基本定律，其是指人的感覺和對應(yīng)的物理量強(qiáng)度形成一個(gè)正比，即 S=KlgR+K。其中 S是感覺強(qiáng)度，R是刺激強(qiáng)度，K、K。是 常數(shù)。根據(jù)研究，人類的眼睛可接受的亮度符合這一定律，并且依照這一定律可以使人眼與其環(huán)境光照度相適應(yīng)B—KlgI+K。其中：B是人眼的感覺亮度，J是環(huán)境光照度。其 中B（人眼感覺亮度）通過光譜彩色亮度計(jì)測量顯示器得到，I（環(huán)境光照度）通過照度計(jì)測量光敏 傳感器處的環(huán)境光照度而得到。

而對于算法方面的優(yōu)化，其主要是通過優(yōu)化的技術(shù)可以使得顯示器的環(huán)境光亮程度變化，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，以求其可以變成接近曲線的數(shù)據(jù)曲線，通常情況下，顯示器的亮度一般與環(huán)境的光照度成正比其系數(shù)分別為K和K，o。K是環(huán)境光一亮度變化曲線的斜率：曲線上某點(diǎn)的斜率反映了此曲線的變量在此點(diǎn)處變化的快慢程度，即X軸上單位環(huán)境光照度所對應(yīng)的 y軸上亮度變化快慢程度;K。是環(huán)境光一亮度變化曲線的變化常數(shù)：即K相同的情況下，X軸上相同環(huán)境光照度所對應(yīng)的y軸上亮度值不同。

在算法的優(yōu)化上，可以根據(jù)環(huán)境的光線變化的程度進(jìn)行實(shí)際的測量。并且通過一些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的描繪后形成曲線;除此之外還要充分的觀察其實(shí)際測量中的曲線與其鎖定的標(biāo)準(zhǔn)曲線的坡度是不是相同的，當(dāng)然每個(gè)實(shí)驗(yàn)都會存在一些誤差，但是在計(jì)算的過程中需要盡量把誤差減小，如果實(shí)測曲線坡度小于標(biāo)準(zhǔn)曲線坡度，則需要將實(shí) 測曲線斜率K值變大，相反的，需要將K值變小;觀察曲線X軸上相同環(huán)境光照度所對應(yīng)的y軸上實(shí)測亮度值和標(biāo)準(zhǔn)亮度值是否一致，如果實(shí)測亮度值小于標(biāo)準(zhǔn)亮度值，則需要將實(shí)測曲 線變化常數(shù)K。值變大，與它相反的情況下，則需要將K。值變小。這樣的算法優(yōu)化方式較為簡單快捷，計(jì)算出來的數(shù)值也接近準(zhǔn)確。

而顯示器亮度自動調(diào)節(jié)的軟件是其自動調(diào)節(jié)的單元，這種單元一般裝載于亮度控制系統(tǒng)中。主要包括光傳感器數(shù)據(jù)的采集收集，這部分主要是采集光源的信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分析采集后的數(shù)據(jù)，并且存入個(gè)數(shù)據(jù)中，隨后變成總數(shù)據(jù)，完成亮度數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，并且在發(fā)送的途中其需要地面維護(hù)接口，控制其數(shù)據(jù)的下載和維護(hù)。在經(jīng)過診斷獲取數(shù)據(jù)結(jié)果，接受信號器之后，要讀取上面的數(shù)值，判定當(dāng)前環(huán)境的光照度，根據(jù)顯示的模板和返回的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前的亮度，顯示器的亮度控制模型定義了其功照度和亮度之間的關(guān)系。除此之外，其還在不斷更新外部亮度數(shù)據(jù)。并且不斷更新其更改的亮度，通過計(jì)算找到一些更符合人眼亮度的模型。

本文根據(jù)機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法驗(yàn)證及優(yōu)化做出了一定的計(jì)算。而對于其機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法的驗(yàn)證以及優(yōu)化，目前國內(nèi)而言的算法系統(tǒng)較為繁瑣，但隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，多數(shù)算法的計(jì)算工序已經(jīng)被機(jī)器所代替。在未來能否有更加優(yōu)化的機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)的算法，目前還不得而知。但是筆者相信在以后會有更多的優(yōu)化算法致力于機(jī)載顯示器亮度自動調(diào)節(jié)算法中，為我國的飛機(jī)事業(yè)做出一些貢獻(xiàn)。

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