TR201704053A2

TR201704053A2 - Method to Automatically Adjust Screen Brightness According to Ambient Light and Screen Color with Fuzzy Logic Model

Info

Publication number: TR201704053A2
Application number: TR2017/04053A
Authority: TR
Inventors: Demi̇rbaş Selçuk; Altunkaynak Abdüsselam
Original assignee: Univ Istanbul Teknik
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2017-09-21

Abstract

Buluş, bulanık mantık modeline ortam ışığını ve renk sıcaklığını girdi olarak verip, bu modelin çıktısına göre ekran parlaklığının ayarlanması için geliştirilen bir yöntem ile ilgilidir. Buluş, ortam ışığının ışık sensörü ile ölçülmesi yahut entegre kamera yardımıyla ortamdan bir fotoğraf alınarak hesaplanması, ekrandaki ortalama renk sıcaklığı değerinin hesaplanması ve bu iki değerin bir bulanık mantık (fuzzy logic) modeline girdi olarak verilerek modelin çıktısına göre ekran parlaklığının ayarlanması adımlarından oluşmaktadır.The invention relates to a method for adjusting the brightness of the display according to the output of the fuzzy logic model by providing ambient light and color temperature as input. The invention comprises the steps of measuring ambient light with a light sensor or calculating by taking a photograph from the medium by means of an integrated camera, calculating the average color temperature value on the screen and adjusting the display brightness according to the output of the model by input of these two values into a fuzzy logic model.

Description

TARIFNAME BULANIK MANTIK (FUZZY LOGIC) MODELI ILE EKRAN PARLAKLIGININ ORTAM ISIGI VE EKRAN RENGINE GÖRE OTOMATIK OLARAK AYARLANMASI YÖNTEMI Teknik Alan Bulus, bir bulanik mantik modeline ortam isigini ve renk sicakligini girdi olarak verip, bu modelin çiktisina göre ekran parlakliginin ayarlanmasi için gelistirilen bir yöntem ile ilgilidir. Bulus ayrica, isik sensörü olmayan ancak entegre kamerasi bulunan cihazlarda da parlaklik ayarinin otomatik olarak yapilabilmesini saglayacak bir yöntem içermektedir. Önceki Teknik Sürekli bilgisayar ya da elektronik cihaz kullanimi, görüsün bulanmasi, bas agrisi, gözde kuruma ve uzun vadede yakini görme zorlugu gibi çesitli rahatsizliklara neden olabilir. Gözde meydana gelen rahatsizliklari önlemek için, monitörün ya da ekranin parlaklik ayari gözü yormayacak sekilde ayarlanmalidir. DESCRIPTION DISPLAY WITH FUZZY LOGIC MODEL BRIGHTNESS ACCORDING TO THE AMBIENT LIGHT AND SCREEN COLOR AUTOMATIC ADJUSTMENT METHOD Technical Area The invention uses ambient light and color temperature as inputs to a fuzzy logic model. It is a tool developed to adjust the screen brightness according to the output of this model. relates to the method. The invention also has an integrated camera without a light sensor. that the brightness adjustment can be made automatically on devices with includes a method to Prior Art Continuous computer or electronic device use, blurred vision, headache, to various ailments such as dry eye and difficulty seeing up close in the long term. why could it be. To prevent eye discomfort, the monitor or The brightness of the screen should be adjusted so as not to tire the eyes.

Teknikte, ekranin parlakliginin otomatik olarak ayarlanmasi için çesitli gelistirmeler yapilmistir. patent dokümaninda, elektronik cihazin ekraninin parlakligini ayarlama için sistem ve yöntemden bahsedilmektedir. Yöntemde parlaklik, cihazin sahip oldugu kameradan elde edilen görüntüler ile ayarlanir. Kameradan alinan görüntünün her pikselinin parlakligindan, ortalama parlaklik degeri hesaplanir. Hesaplanan degere göre cihazin ekran parlakligi ayarlanir. Bu yöntem; laptop, telefon gibi kamerasi olan bütün elektronik cihazlarda uygulanabilmektedir. patent dokümaninda, dahili bir kameraya sahip olan elektronik cihazlarin, ekran parlakliklarinin otomatik ayarlanmasina iliskin bir yöntemden bahsedilmektedir. In technique, there are various ways to automatically adjust the brightness of the screen. improvements have been made. In the patent document, the system for adjusting the brightness of the screen of the electronic device and method are mentioned. In the method, the brightness is the adjusted with images obtained from the camera. Each image from the camera The average brightness value is calculated from the brightness of the pixel. Calculated value screen brightness of the device is adjusted accordingly. This method; camera such as laptop, phone applicable to all electronic devices. In the patent document, electronic devices with a built-in camera A method for automatic adjustment of their brightness is mentioned.

Yöntem; görüntünün kamera ile yakalanmasi ve kamera ile birlestirilmis ortalama piksel yogunlugunun hesaplanmasi asamalarini içermektedir. Ardindan, yakalanan görüntünün ortalama piksel yogunluguna karsilik gelen arka planin yogunluk seviyesi ayarlanir. Method; capturing the image with the camera and averaging combined with the camera It includes the steps of calculating the pixel density. Subsequently, captured density of the background corresponding to the average pixel density of the image. level is set.

Teknigin bilinen durumunda yer alan U85488434 numarali Birlesik Devletler patent dokümaninda, televizyonun ortam parlakligina, resim parlakligina, RF sinyallerinin büyüklügüne ve görüntünün görüntülenmesine göre otomatik olarak kontrast, parlaklik ve netlik ayarlanarak gelismis resim çözünürlügü elde etmek için kullanilan devreden bahsedilmektedir. Bulanik mantik modeline sahip bu devrede, bulanik mantik kurallari kümesine veya algilanan ortam parlakligina, resim parlakligina, RF sinyallerinin büyüklügüne ve görüntüleme uzakliklarina karsilik gelen verileri içeren bir arama tablosu kullanilir. United States numbered U85488434 in the state of the art In the patent document, the ambient brightness of the television, the picture brightness, RF automatically according to the size of the signals and the display of the image. to achieve enhanced picture resolution by adjusting the contrast, brightness and sharpness. circuit used. In this circuit with fuzzy logic model, fuzzy set of logic rules or perceived ambient brightness, picture in response to brightness, magnitude of RF signals, and viewing distances. A lookup table with incoming data is used.

Gelistirilen yöntemlerde ekran renginin parlakliga olan etkisi göz ardi edilmistir. In the developed methods, the effect of screen color on brightness is ignored.

Dolayisiyla ekran kullaniminin göz sagligi üzerindeki olumsuz etkilerini en aza indirmek ve enerji tasarrufu saglamak için ekran parlakliginin ortam isigi ve ekran rengine göre otomatik ayarlanmasi için bir yöntemin gelistirilmesi ihtiyaci dogmustur. Therefore, it minimizes the negative effects of screen use on eye health. ambient light and screen brightness to reduce screen brightness and save energy. The need to develop a method for auto-adjusting to color born.

Bulusun Amaçlari ve Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci bulanik mantik modeline ortam isigini ve renk sicakligini girdi olarak verip, bu modelin çiktisina göre ekran parlakliginin ayarlanmasi için gelistirilen bir yöntemin gerçeklestirilmesidir. Objectives and Brief Description of the Invention The aim of this invention is to input ambient light and color temperature into the fuzzy logic model. to adjust the screen brightness according to the output of this model. implementation of a developed method.

Bulus konusu yöntemde, ekran parlakliginin ayarlanmasinda yalnizca ortam isiginin degil, ekran renginin de (renk sicakligi) göz önüne alinarak, saha verisine dayanan bir bulanik mantik (fuzzy logic) modeli kullanilmistir. Böylece ekran parlakliginin göz üzerindeki olumsuz etkileri en aza indirilmistir. Dolayisiyla elektronik cihazlarda daha saglikli ve konforlu bir kullanim saglanmaktadir. Ayni zamanda elektronik cihazlarda en çok enerji kullanan donanimin ekran oldugu düsünülürse, bulus konusu yöntem ile enerji tasarrufu da saglanmaktadir. In the method of the invention, only the environment is used to adjust the screen brightness. taking into account the screen color (color temperature), not the light, to the field data A fuzzy logic model is used. So the screen The negative effects of its brightness on the eyes are minimized. Therefore A healthier and more comfortable use is provided in electronic devices. Same At the same time, the most energy-consuming hardware in electronic devices is the screen. Considering that, energy saving is also achieved with the method of the invention.

Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amaçlarina ulasmak için gerçeklestirilen yönteme iliskin sekiller ekte gösterilmistir. Detailed Description of the Invention Figures on the method carried out to achieve the objectives of this invention are in the appendix. shown.

Bu sekiller; Sekil-1 Renk sicakligi ölçegi Sekil-2 Ortam isigi fuzzy üyelik fonksiyonu. These figures are; Figure-1 Color temperature scale Figure-2 Ambient light fuzzy membership function.

Sekil-3 Renk sicakligi fuzzy üyelik fonksiyonu Sekil-4 Çikti (parlaklik) fuzzy üyelik fonksiyonu Bulus; ekran parlakliginin ortam isigi ve ekran rengine göre otomatik ayarlanmasi yöntemi olup; - Cihazda isik sensörü varsa, isik sensöründen ortam isigi verisinin alinmasi, - Isik sensörü yoksa ve entegre kamera varsa; kamera kullanilarak görüntü karesi alinmasi (fotograf çekilmesi), - alinan görüntünün her pikselinin renk uzayi (RGB) degerlerinin ayri ayri tutuldugu bir renk matrisine dönüstürülmesi, - RGB degerlerinin formülize edilerek, ortalama beyazlik degerine ulasilmasi, - ulasilan beyazlik degeri ile ortam isigi arasinda, önceden harici bir sensör verisiyle karsilastirilarak kalibre edilmis bir fonksiyon vasitasiyla korelasyon olusturulmasi, - ekranda bulunan anlik görüntünün kaydedilmesi, - alinan ekran görüntüsünün, her pikselinin RGB degerlerinin ayri ayri tutuldugu bir renk matrisine dönüstürülmesi, - matematiksel olarak ortalama rengin belirlenmesi ve bu rengin sicaklik ölçegindeki yerinin tayin edilmesi, - ortalama ortam isik degerinin ve ortalama ekran renginin bulanik mantik (fuzzy logic) modeline, üyelik fonksiyonlari ile girdi olarak verilmesi, - modelin bulanik kural (fuzzy rule base) tabani kullanilarak hesapladigi çiktinin (parlaklik) cihaz donanimina uygulanarak parlakligin ayarlanmasi. adimlarini içermektedir. Figure-3 Color temperature fuzzy membership function Figure-4 Output (brightness) fuzzy membership function Meet; automatic adjustment of screen brightness according to ambient light and screen color is the method; - If the device has a light sensor, obtaining ambient light data from the light sensor, - If there is no light sensor and there is an integrated camera; image using camera taking a square (taking a photo), - color space (RGB) values of each pixel of the received image separately converting it to a color matrix in which it is retained, - By formulating RGB values, average whiteness value reach, - a pre-external sensor between the achieved whiteness value and ambient light by a function calibrated by comparison with establishing a correlation, - saving the snapshot on the screen, - RGB values of each pixel of the screenshot taken separately converting it to a color matrix in which it is retained, - mathematically determining the average color and the temperature of this color determination of its place in the scale, - fuzzy logic of average ambient light value and average screen color Giving the (fuzzy logic) model as input with membership functions, - that the model calculates using a fuzzy rule base Adjusting the brightness by applying the output (brightness) to the device hardware. contains the steps.

Ortam isigi, ekran parlakliginin belirlenmesi için en önemli kriterdir. Ortam isiginin belirlenmesi için, cihazda bulunuyorsa dogrudan sensör verisi kullanilmasi en etkili yöntemdir. Ancak dizüstü bilgisayarlarin çogunda isik sensörü bulunmamaktadir. Ambient light is the most important criterion for determining screen brightness. ambient light It is most effective to use direct sensor data, if available on the device, to determine method. However, most laptops do not have light sensors.

Dolayisiyla gelistirilen yöntemde, ortam isiginin tespiti için elektronik cihazlarda bulunan entegre kamera kullanilabilmektedir, Isik sensörleri, çikti olarak lux birimini kullanmaktadir. Bu yöntemde kullanilan bulanik mantik modeli, lux verisini dogrudan dogruya girdi olarak kullanacak sekilde tasarlanmistir. Therefore, in the developed method, electronic devices are used for the detection of ambient light. Built-in camera can be used, Light sensors, lux as output uses the unit. The fuzzy logic model used in this method is lux. It is designed to use data directly as input.

Bulanik mantik modeli ile ekran parlakliginin ortam isigi ve ekran rengine göre otomatik ayarlanmasi yöntemi yalin haliyle; ortam isiginin isik sensörüyle ölçülmesi veya entegre kamera yardimiyla ortamdan bir fotograf alinarak hesaplanmasi, ekrandaki ortalama renk sicakligi degerinin hesaplanmasi ve bu iki degerin bir bulanik mantik modeline girdi olarak verilerek modelin bulanik kural (fuzzy rule base) taban çiktisina göre ekran parlakliginin ayarlanmasi adimlarindan olusmaktadir. With the fuzzy logic model, the screen brightness is adjusted according to the ambient light and screen color. auto-adjustment method in its pure form; with light sensor of ambient light measuring or taking a photograph from the environment with the help of the integrated camera. calculating, calculating the average color temperature value on the screen, and calculating these two fuzzy rule of the model by giving the value as input to a fuzzy logic model. (fuzzy rule base) from the steps of adjusting the screen brightness according to the base output. is formed.

Yöntemde ortam isigi, cihazda bulunuyorsa, isik sensörü verisi okunarak alinir. In the method, if the ambient light is in the device, the light sensor data is received by reading it.

Ortam isigi entegre kamera ile hesaplanacaksa; önce cihaz kamerasi kullanilarak görüntü karesi alinir, alinan görüntünün her pikseli renk uzayi (RGB) degerlerinin ayri ayri tutuldugu bir renk matrisine dönüstürülür. Ardindan RGB degerleri formülize edilerek, ortalama beyazlik degerine ulasilir. Ulasilan beyazlik degeri ile ortam isigi arasinda, önceden harici bir sensör verisiyle karsilastirilarak kalibre edilmis bir fonksiyon vasitasiyla korelasyon olusturulur ve gerçege en yakin degerin alinmasi saglanir. If the ambient light will be calculated with the integrated camera; using the device camera first the image is framed, each pixel of the received image is the color space (RGB) value converted to a color matrix where it is kept separately. Then RGB values is formulated, the average whiteness value is reached. With the reached whiteness value calibrated between ambient light by comparison with data from an external sensor beforehand Correlation is established through a calculated function and the closest to reality value is obtained.

Ortalama renk sicakligi degeri hesaplanirken ise; ekrandan anlik görüntü alinir, alinan anlik görüntü, her pikselinin RGB degerlerinin ayri ayri tutuldugu bir renk matrisine dönüstürülür ve matematiksel olarak ortalama rengin belirlenir. Son olarak bu rengin sicaklik ölçegindeki yeri tayin edilir. (Sekil 1) Yöntemde son olarak; ortalama ortam isik degeri ve ortalama ekran rengi degeri bulanik mantik modeline, üyelik fonksiyonlari ile girdi olarak verilir. (Sekil 2 ve Sekil 3) Modelden çikti (parlaklik) üyelik fonksiyonu ile sonuç alinarak ekran parlakligi ayarlanir. (Sekil 4) Bu bulanik mantik (fuzzy logic) üyelik fonksiyonlari ve fuzzy kurallar tabani saha verisi kullanilarak kalibre edilmistir. Bu islem için, saha verisi toplanmis ve muhtelif deneklerden, çesitli ortam isigi ve ekran rengi durumlari için kendilerine en konforlu gelen ekran parlakligi ayarini yapmalari istenmis ve bu veriler kaydedilmistir. When calculating the average color temperature value; snapshot is taken from the screen, The snapshot taken is a color in which the RGB values of each pixel are kept separately. matrix and mathematically your average color is determined. End As a result, the location of this color on the temperature scale is determined. (Figure 1) Finally, in the method; average ambient light value and average screen color value It is given as input to the fuzzy logic model with membership functions. (Figure 2 and Figure 3) The output from the model (brightness) is displayed with the membership function. brightness is adjusted. (Figure 4) This is a field based on fuzzy logic membership functions and fuzzy rules. calibrated using data. For this process, field data has been collected and from various subjects to themselves for various ambient light and screen color situations. They were asked to make the most comfortable screen brightness setting and this data was has been recorded.

Ekran parlakliginin ortam isigi ve ekran rengine göre otomatik ayarlanmasi yöntemi ile isik sensörü donanimi bulunmayan, yalnizca kamera bulunan cihazlarda ekran parlakligi otomatik olarak ayarlanabilmektedir. Method of automatic adjustment of screen brightness according to ambient light and screen color The screen is displayed on devices that do not have light sensor hardware, but only have a camera. The brightness can be adjusted automatically.

Claims

REQUESTS . Meet; It is a method of automatically adjusting the screen brightness according to the ambient light and screen color; if the device has a light sensor, obtaining ambient light data from the light sensor, if there is no light sensor and if there is an integrated camera; taking a picture using a camera (taking a photo), converting the captured image into a color matrix in which the color space (RGB) values of each pixel are kept separately, formulating the RGB values and reaching the average white value, between the achieved white value and ambient light, a pre-external sensor is used. Establishing a correlation with a calibrated function by comparing it with the data, saving the snapshot on the screen, converting the taken screen image into a color matrix where the RGB values of each pixel are kept separately, mathematically determining the average color and determining the place of this color in the temperature scale, determining the average ambient light value. and giving the average screen color as input to the fuzzy logic model with membership functions, adjusting the brightness by applying the output (brightness) calculated by the model to the device hardware. It is characterized by containing the steps.