一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯

1.本实用新型属于氛围灯技术领域，具体涉及一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯。


背景技术：

2.在电脑外接显示器播放领域，用hdmi输入可以做到让电脑画面实时高清输出在外接显示器上，倘若显示器所在背景颜色单调，仅靠显示器显示图像会降低体验。随着人们生活水平的提高，对电子设备的体验要求也随之增高，因此便有了视频氛围灯的出现，根据屏幕内容变幻出绚丽多样的色彩，在显示器周围安装，将画面其延伸到电视屏幕之外，在影院影视作品播放领域，或者在竞技比赛及演唱会现场直播领域，营造身临其境的视觉体验。
3.然而，随着显示器刷新率的提高，视频分辨率的不断提高，现有技术的氛围灯延迟时间较长，且视频分区数量较少，无法满足视频的快速刷新以及色彩的细腻变化，难以满足人们的需求。


技术实现要素：

4.根据现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，能够通过颜色提取装置提取视频源周围颜色，并借助氛围灯条在屏幕周围以及其他区域展现近似的光，实现极低的延迟以及较高的视频分区数量，并可以自动适应多种视频源分辨率。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，包括：
7.多层氛围灯条，由里到外环绕显示器边缘，每层氛围灯条包括多条依次连接的氛围灯条，每条氛围灯条上设有多个沿着条形长度均匀分布的led灯珠，相邻两层氛围灯条内的led灯珠在条形长度方向交错布置；接收模块，用于接收移动终端的控制信号，控制信号包括氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号；光敏电阻模块，用于获取环境亮度信号；fpga模块，包括控制单元、降采样预处理单元、缓存单元、数据处理单元、氛围灯驱动单元和输出单元，每条所述氛围灯条通过一条控制线所述氛围灯驱动单元的输出端相连，降采样预处理单元的输出端与缓存单元的输入端相连，控制单元的输入端与接收模块和光敏电阻模块均相连，数据处理单元的输入端与缓存单元的输出端和控制单元的输出端均相连，数据处理单元的输出端与氛围灯驱动单元的输入端相连，输出单元的输出端与显示器相连将hdmi信号输出给显示器；转接板，一端与上位机相连接收hdmi信号，另一端与降采样预处理单元的输入端和输出单元的输入端均相连。
8.进一步地，每层所述氛围灯条包括四条氛围灯条，四条所述氛围灯条形成矩形结构。
9.进一步地，两层氛围灯条由里到外环绕显示器边缘。
10.进一步地，所述氛围灯条采用144珠/米的ws2812b灯带制作而成。
11.进一步地，所述氛围灯条通过双面胶固定在显示器的背面。
12.进一步地，所述转接板采用sil9013视频解码芯片，所述转接板将hdmi信号转换为24路像素信号，1路行有效信号，1路场有效信号，以及1路像素有效信号。
13.进一步地，所述光敏电阻模块采用3c-go型号。
14.进一步地，所述fpga模块采用pgl50h开发板。
15.进一步地，所述接收模块为蓝牙模块或wi-fi模块。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：
17.（1）本实用新型提供的一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，通过设置多层氛围灯条，每层氛围灯条包括多条依次连接的氛围灯条，每条氛围灯条上设有多个沿着条形长度均匀分布的led灯珠，相邻两层氛围灯条内的led灯珠在条形长度方向交错布置，使得相同屏幕大小情况下，有足够多的led体现出多分区数量的优势，可以适应多种视频分辨率，且本实用新型在fpga模块引入缓存单元，使得被提取出的色度信息不占用逻辑资源，可以同时储存大量不同分区色度信息，实现极低的延迟，进一步帮助实现多分区数，且每条所述氛围灯条通过一条控制线所述fpga模块相连，形成多路并行，处理速度快，更进一步实现高刷新率低延迟。
18.（2）本实用新型提供的一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，通过移动终端给出控制信号，能够使fpga模块接收氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号的控制信号，调节多个led灯珠的亮度和色温。
附图说明
19.图1为本实用新型的正面示意图；
20.图2是本实用新型的系统整体框图；
21.图3是本实用新型的信号传递图；
22.图4是本实用新型的氛围灯条设置图；
23.图5是本实用新型的fpga连接图；
24.图6是本实用新型的蓝牙模块连接图；
25.图7是本实用新型的光敏电阻模块连接图。
26.图中：1、氛围灯条；2、转接板；3、fpga模块；31、控制单元；32、降采样预处理单元；33、缓存单元；34、数据处理单元；35、氛围灯驱动单元；36、输出单元；4、光敏电阻模块；5、接收模块。
具体实施方式
27.为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
29.本实用新型的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，能够通过颜色提取装置提取视频图像周围颜色，并借助氛围灯条1在屏幕
周围以及其他区域展现近似的光，实现极低的延迟以及较高的视频分区数量，并可以自动适应多种视频图像分辨率。此外可以通过移动终端调节氛围灯亮度和色温。
30.本实用新型提供一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，如图1-图7所示，包括：
31.多层氛围灯条1，由里到外环绕显示器边缘，每层氛围灯条1包括多条依次连接的氛围灯条1，每条氛围灯条1上设有多个沿着条形长度均匀分布的led灯珠，相邻两层氛围灯条1内的led灯珠在条形长度方向交错布置；
32.接收模块5，用于接收移动终端的控制信号，控制信号包括氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号；
33.光敏电阻模块4，用于获取环境亮度信号；
34.fpga模块3，包括控制单元31、降采样预处理单元32、缓存单元33、数据处理单元34、氛围灯驱动单元35和输出单元36，每条氛围灯条1通过一条控制线与氛围灯驱动单元35的输出端相连，降采样预处理单元32的输出端与缓存单元33的输入端相连，控制单元31的输入端与接收模块5和光敏电阻模块4均相连，数据处理单元34的输入端与缓存单元33的输出端和控制单元31的输出端均相连，数据处理单元34的输出端与氛围灯驱动单元35的输入端相连，输出单元36的输出端与显示器相连将hdmi信号输出给显示器；
35.转接板2，一端与上位机相连接收hdmi信号，另一端与降采样预处理单元32的输入端和输出单元36的输入端均相连。
36.在使用过程中，如图3所示上位机将视频源通过hdmi信号传递给转接板2，转接板2将视频源解码后传递给fpga模块3的降采样预处理单元32，降采样预处理单元32对视频边缘处的色度信息进行提取，存入缓存单元33。移动终端发送控制信号给接收模块5，控制信号包括氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号，接收模块5将控制信号传递给fpga模块3的控制单元31。fpga模块3的控制单元31根据光敏电阻模块4中的环境亮度信号和接收模块5中的控制信号，其中包括氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号，整合并输出rgb比例信息，实现调节亮度，色温。数据处理单元34根据rgb比例控制信号对缓存单元33中的色度信息进行比例处理，得到处理后的色度信息。氛围灯驱动单元35将处理后色度信息转换成氛围灯驱动归零码形式的控制信号进行输出，传递给氛围灯条1，输出单元36的输出端与显示器相连将hdmi信号输出给显示器。
37.降采样预处理单元32对于多种高分辨率的视频，采用固定低速时钟频率采样，获得当前像素点在一帧图像中的坐标且同时提取视频周围像素点的色度信息。
38.本实用新型提供的一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，通过设置多层氛围灯条1，每层氛围灯条1包括多条依次连接的氛围灯条1，每条氛围灯条1上设有多个沿着条形长度均匀分布的led灯珠，相邻两层氛围灯条1内的led灯珠在条形长度方向交错布置，使得相同屏幕大小情况下，有足够多的led体现出多分区数量的优势，可以适应多种视频分辨率，且本实用新型在fpga模块3引入缓存单元33，使得被提取出的色度信息不占用逻辑资源，可以同时储存大量不同分区色度信息，实现极低的延迟，进一步帮助实现多分区数，且每条所述氛围灯条1通过一条控制线与氛围灯驱动单元35相连，形成多路并行，处理速度快，更进一步实现高刷新率低延迟。
39.如图2所示，本实用新型的系统信号传递为：上位机将视频图像通过hdmi信号传递给转接板2，转接板2将hdmi信号转换成rgb信号传递给fpga模块3，接收模块5将控制信号传递给fpga模块3，光敏电阻模块4将控制信号传递给fpga模块3，fpga模块3将控制信号传递给氛围灯条1，fpga模块3将rgb信号差分编码成为hdmi信号，通过fpga模块3的hdmi接口输出给显示器。
40.本实用新型提供的一种高刷新率多分区的多功能视频氛围灯，通过移动终端给出控制信号，使fpga模块3接收光敏电阻模块4中的环境亮度信号和接收模块5中的控制信号，其中包括氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号，调节多个led灯珠的亮度和色温。
41.本实用新型中，光敏电阻模块4中的环境亮度信号和接收模块5中的控制信号，其中包括氛围灯条开关信号、亮度调节信号、色温调节信号、节能模式开关信号和护眼模式开关信号决定了rgb三种颜色的比例。本实用新型中，光敏电阻模块4将环境亮度信号传递给fpga模块3的控制单元31，接收模块将控制信号传递给fpga模块3的控制单元31。亮度调节信号可以增加或降低多个led灯珠的亮度，即同等程度增大或减小r的比例，g的比例和b的比例。色温调节信号可以调整多个led灯珠的红色、蓝色、绿色分量比例，即调整r的比例，g的比例，和b的比例。节能模式开关信号输出后，根据光敏电阻模块4获取的环境亮度信号降低多个led灯珠的亮度，即减小r的比例，g的比例和b的比例。护眼模式信号输出后，减少多个led灯珠的蓝色分量比例，即b的比例减小。
42.本实用新型中，每条氛围灯条1通过一条控制线与fpga模块3相连，两层氛围灯条1形成多路信号并行处理模式，使得多条氛围灯条1多路并行，大大提升处理速度，实现高刷新率。
43.具体地，本实用新型中，如图1所示，每层氛围灯条1包括四条氛围灯条1，四条氛围灯条1形成矩形结构，两层氛围灯条1共有八条氛围灯条1，形成两个矩形结构，八条氛围灯条1通过八条控制线与fpga模块3的氛围灯驱动单元35相连。
44.本实用新型中，氛围灯条1采用144珠/米ws2812b灯带，氛围灯条1通过双面胶固定在显示器的背面。
45.具体地，如图1所示，氛围灯条1的设置为共八条，在显示器背面环绕设置，八条氛围灯条1均用双面胶固定在显示器屏幕的背面，上下左右各两条氛围灯条，led灯珠交错放置。所述氛围灯条采用144珠/米的ws2812b灯带制作而成，相邻两层氛围灯条内的led灯珠交错布置使得led灯珠密度可以达到288珠/米，每一个led灯珠代表一个分区的颜色，可实现288分区/米，相同屏幕大小情况下，有足够多的led灯珠体现出多分区数量的优势。led灯珠密度大体积小的特点和上下左右各两条灯带的设计使得在屏幕大小相同的条件下，可以做到尽可能多的分区数，使得相同屏幕大小情况下，有足够多的led灯珠体现出多分区数量的优势。使用八根控制线与fpga模块3的io口连接，用于接收氛围灯驱动单元35的信号，八条氛围灯条1的电源并联，与主供电线路连接。
46.具体地，转接板2将hdmi信号转换为27路rgb信号，27路rgb信号包括24路像素信号，1路行有效信号，1路场有效信号，以及1路像素有效信号，降采样预处理单元32根据24路像素信号，1路行有效信号，1路场有效信号，以及1路像素有效信号获得当前像素信号所在坐标。所述降采样预处理单元32对于多种高分辨率的视频，采用固定低速时钟频率采样，得
到低速时钟频率下的横纵坐标，再依据真实像素时钟与采样时钟的比例关系，得到当前像素点的真实坐标，使得多种高分辨率图像的输入成为可能，将横纵坐标分区域后，每个区域采集八个像素点的色度信息，并计算均值，作为该区域的色度信息存入缓存单元33中，降采样预处理单元32运用了低速时钟采样以不同高速时钟变化的信号，节省了计算逻辑资源，且提升了提取速度，实现了适应多种视频分辨率与多分区数。
47.其中，低速时钟频率选定50mhz时钟作为采样时钟，得到50mhz时钟下的横纵坐标。
48.本实用新型中，控制单元31的作用为：根据接收模块5和光敏电阻模块4两个来源的控制信号整合并输出rgb比例控制信号，实现调节亮度，色温，并且可以实现节能模式和护眼模式。
49.本实用新型中，缓存单元33的作用为：储存被降采样预处理单元32提取出的色度信息。使用fpga模块3中的硬件储存资源实现，使得被提取出的色度信息不占用逻辑资源，可以同时储存大量不同分区色度信息，实现多分区数。
50.本实用新型中，转接板2采用sil9013视频解码芯片。转接板2使用27根控制线与fpga模块3的io口连接，其中包含24路像素信号控制线与1路行有效信号控制线，1路场有效信号控制线与1路像素有效信号控制线。转接板2对上位机输入的hdmi信号进行处理，转换成27路rgb信号并输入fpga模块3，转接板2通过hdmi线与上位机相连。
51.本实用新型中，光敏电阻模块4采用3c-go型号。3c-go较小的体积和灵敏度高的特点，符合本实用新型的室内使用场景。将环境明暗控制信号传递给fpga模块3的控制单元31，使用一根控制线与fpga模块3的io口连接，光敏电阻模块4与主供电线路连接。
52.本实用新型中，fpga模块3采用pgl50h开发板。pgl50h开发板的io口连接转接板2，接收模块5，光敏电阻模块4，以及八条氛围灯条1。
53.本实用新型中，接收模块5为蓝牙模块或wi-fi模块。
54.具体地，本实用新型实施例中，接收模块5为蓝牙模块，蓝牙模块采用hc-05，hc-05较小的体积和适中的信号传输距离，符合本实用新型的室内使用场景。将包含亮度和色温信息与节能模式和护眼模式的开关信息的控制信号传递给fpga模块3的控制单元31，hc-05使用两根控制线与fpga模块3的io口连接，蓝牙模块与主供电线路连接。
55.本实用新型在使用时，将上位机使用hdmi连接线接入用于hdmi解码的转接板2，将氛围灯条1通过控制线与fpga模块3的io口相连，氛围灯条1固定在显示器的后方，转接板2通过控制线与fpga模块3相连。开启氛围灯条1和fpga模块3的电源，移动终端通过wifi或蓝牙与接收模块5连接，控制氛围灯条1进行相应的操作。
56.上位机包括电脑等，上位机带有hdmi输出的视频源。
57.本实用新型在制作时，可以将氛围灯条1、接收模块5、光敏电阻模块4、fpga模块3及转接板2集成设置。
58.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。