機載顯示器亮度自動調節算法研究

劉圣曉

摘要：隨著我國科學技術水平的發展與進步，人們越來越注重對于機載顯示器的發展上，而亮度通常機載顯示器中，對于其顯示器的可視度度做出的設計。而筆者根據機載顯示器亮度自動調節算法驗證及優化做出研究。以此為我國機載顯示器亮度自動調節做出一定貢獻。

關鍵詞：機載顯示器;亮度;自動調節;算法驗證

機載的顯示器具有高亮度微亮度和自動調光，低能耗和可靠性等一系列特點，并且是實現強陽光下可視的唯一途徑。而機載顯示器通常基于亮度自動調節的算法來實現亮度的自動調節。但是通常情況下其內部環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和天空的參數影響，所以他身上的光環境動態變化也極為復雜，對于一些辨識程度也存在一定的影響。而隨著現代化的加深，科技水平的提高，在飛機事業上其現代化的飛機形式較為多樣，傳統的發展已經不能滿足對于飛機顯示器的發展。由于在飛行過程中其容易受到高空的強光照射，或者是云層之間的反光，所以機組人員在辨別顯示器中的重要信息時，容易受到外界因素的影響。

在一般的機載顯示器中，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，而且表現為一定的規律性，用公式來表示，就是△I/I=K（其中，I為原刺激量，△I為此時的差別閾限，K為常數，又稱為韋伯率）。

在顯示器的亮度調節的過程中，其實是通過光照傳感器進行實時監測的，并且其可以根據顯示器的亮度控制模型來確定當前環境下的目標亮度，幫助其在一定的時間下調節自身的亮度，并且根據人眼的適應性曲線來調節。除此之外，光線的光照度以及顯示器亮度的對應關系，通過對于亮度控制模型的視覺實驗建立。而在平時設計顯示器的亮度自動調節系統中應該關注其環境的光照度測試與監控。

而在我國的顯示器亮度中，飛機的顯示器亮度主要取決于手動方式的調節。在飛行過程中，機組人員可以根據所需要的亮度進行旋轉。這樣子的手動調節技術費時，效率低。并且，有些強光的時間較短，當發生強光變化時調節顯示器后，強光的照射僅僅在一瞬間。影響了駕駛人員或者是機組人員的視力以及判斷的能力，來不及造成亮度調節，這樣的情況是最容易引發交通事故的。自動的亮度調節方式是近幾年的新興熱度技術。其主要是通過自動調節和自動感應能力，幫助機載顯示器進行亮度調節。但是現有的系統調節效果不明顯，容易造成機組人員的誤判，并且每個人的情況可適應的強光是不同的。所以亮度的自動調節沒有適應其機組人員的眼部特性。并且如果強光發展較快，在相同的條件下自動調節亮度的顯示器就會快速調節自身亮度的模式。這樣的模式容易導致機組人員的眼部不適，也容易造成一定的飛行事故發生。而在我國的機載顯示器的亮度調節研究中，尤其是對于其算法的驗證與優化，目前已經有不少學者進行研究，并取得了一定的研究成果。

本文通過搜索知網、維普期刊網等一些網站搜集并且整理一系列的機載顯示亮度自動調節算法驗證及優化有關的國內外相關的文獻和論文，通過反復查看明確這些國內外研究者的論題內容，去了解相關主題的研究狀況和已經發現了的研究成果并且對此進行歸納和梳理為后續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。通過分析找出機載顯示器自動調節算法驗證及優化概念的分布情況情況和異同點以期對其標準有更深一步的了解。

本文根據機載顯示器亮度自動調節算法驗證及優化，依據韋伯一費希納定律通過亮度自動調節的算法以及算法上的優化展開研究，以求為我國機載顯示器亮度自動調節算法驗證及優化做出一定的貢獻。

韋伯一費希納定律是一個亮度自動調節的算法和基本定律，其是指人的感覺和對應的物理量強度形成一個正比，即 S=KlgR+K。其中 S是感覺強度，R是刺激強度，K、K。是 常數。根據研究，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境光照度相適應B—KlgI+K。其中：B是人眼的感覺亮度，J是環境光照度。其 中B（人眼感覺亮度）通過光譜彩色亮度計測量顯示器得到，I（環境光照度）通過照度計測量光敏 傳感器處的環境光照度而得到。

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

在算法的優化上，可以根據環境的光線變化的程度進行實際的測量。并且通過一些標準數據的描繪后形成曲線;除此之外還要充分的觀察其實際測量中的曲線與其鎖定的標準曲線的坡度是不是相同的，當然每個實驗都會存在一些誤差，但是在計算的過程中需要盡量把誤差減小，如果實測曲線坡度小于標準曲線坡度，則需要將實 測曲線斜率K值變大，相反的，需要將K值變小;觀察曲線X軸上相同環境光照度所對應的y軸上實測亮度值和標準亮度值是否一致，如果實測亮度值小于標準亮度值，則需要將實測曲 線變化常數K。值變大，與它相反的情況下，則需要將K。值變小。這樣的算法優化方式較為簡單快捷，計算出來的數值也接近準確。

而顯示器亮度自動調節的軟件是其自動調節的單元，這種單元一般裝載于亮度控制系統中。主要包括光傳感器數據的采集收集，這部分主要是采集光源的信息，然后進行數據處理，分析采集后的數據，并且存入個數據中，隨后變成總數據，完成亮度數據的接收與發送，并且在發送的途中其需要地面維護接口，控制其數據的下載和維護。在經過診斷獲取數據結果，接受信號器之后，要讀取上面的數值，判定當前環境的光照度，根據顯示的模板和返回的數據確定當前的亮度，顯示器的亮度控制模型定義了其功照度和亮度之間的關系。除此之外，其還在不斷更新外部亮度數據。并且不斷更新其更改的亮度，通過計算找到一些更符合人眼亮度的模型。

本文根據機載顯示器亮度自動調節算法驗證及優化做出了一定的計算。而對于其機載顯示器亮度自動調節算法的驗證以及優化，目前國內而言的算法系統較為繁瑣，但隨著大數據時代的到來，多數算法的計算工序已經被機器所代替。在未來能否有更加優化的機載顯示器亮度自動調節的算法，目前還不得而知。但是筆者相信在以后會有更多的優化算法致力于機載顯示器亮度自動調節算法中，為我國的飛機事業做出一些貢獻。

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