提升平均器效果的方法

技术领域

本发明涉及平均器，具体是涉及适用于环境光传感器以及近距离传感器的一种提升平均器效果的方法。

背景技术

在不同的环境下，人眼对电子产品的显示屏幕的屏幕亮度的要求不同。因此，各种传感器例如设有光电组件的环境光传感器(Ambient Light Sensor，ALS)以及近距离传感器(Proximity Sensor，PS)广泛地各种电子产品例如手机中，感测值可作为自动调节电子装置的显示屏幕的亮度的依据，以提升各种环境下的观看效果。在传感器在一时间区间内可进行多次感测以产生多笔感测值，接着可将多笔感测值输入平均器。平均器可计算多笔感测值的平均值，例如环境光传感器或近距离传感器的光感测值代表在此时间区内的平均环境光强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种提升平均器效果的方法适用于传感器。此传感器感测出n笔感测数据输入平均器以分别作为平均器的n笔输入数据，其中n为适当整数值。所述的提升平均器效果的方法包含以下步骤：(a)设定补偿系数以及阀值系数；(b)计算平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值；(c)判断差值的绝对值是否大于阀值系数，若是，将平均器的目前读取到的第n笔输入数据的数值乘以N倍以计算出一调节数值，N为任意适当值，接着依序执行步骤(h)至(k)，若否，执行步骤(d)；(d)将第(n-1)笔输出数据的数值乘上N倍，以计算出暂存值；(e)判断差值是否大于参考值，若是，将暂存值减去补偿系数以计算出调节数值，接着依序执行步骤(h)至(k)，若否，执行步骤(f)；(f)判断差值是否小于参考值，若是，将暂存值加上补偿系数以计算出调节数值，接着依序执行步骤(h)至(k)，若否，执行步骤(g)；(g)将暂存值作为第n笔数据的调节数值，接着依序执行步骤(h)至(k)；(h)将第n笔数据的调节数值除以N以计算出第一运算值；(i)将第n笔数据的调节数值减去第一运算值以计算出第二运算值；(j)将第二运算值与第n笔输入数据的数值相加以计算出第三运算值；以及(k)将第三运算值除以N以计算出平均器的输出值。

在实施例中，所述的提升平均器效果的方法还包含以下步骤：(l)设定参考值为零值。

在实施例中，所述的提升平均器效果的方法还包含以下步骤：(m)设定正值阀值系数以及负值阀值系数；(n)判断差值的绝对值是否大于正值阀值系数或小于负值阀值系数，若是，将目前读取到的第n笔输入数据的数值乘以N倍以计算出调节数值，接着依序执行步骤(h)至(k)，若否，执行步骤(d)。

在实施例中，所述的提升平均器效果的方法还包含以下步骤：(o)设定正值阀值系数的数值大小等于负值阀值系数的数值大小。

在实施例中，所述的提升平均器效果的方法还包含以下步骤：(p)计算输入数据的数值或输出值的变化幅度；以及(q)依据输入数据的数值或输出值的变化幅度，以动态调整补偿系数。

在实施例中，所述的提升平均器效果的方法还包含以下步骤：(r)计算输入数据的数值或输出值的变化幅度；以及(s)依据输入数据的数值或输出值的变化幅度，以动态调整阀值系数。

如上所述，本发明提供一种提升平均器效果的方法，其具有以下特点：

将传感器，例如环境光测器或距离传感器，所感测的多笔感测数据，作为多笔输入数据，输入平均器；

设定阀值系数、补偿系数，实时降低噪声平均器的输出值中的噪声；

可根据输入数据的变化幅度，实时自动更新阀值系数以及补偿系数；

仅需将目前读取的此笔输入数据与前一笔输出数据执行简单运算，不会花费太多运算时间和占用太多缓存器空间；

可搭配其他数字信号处理区块进行处理，如数字滤波器、平均器等。

可使用软件开发或硬件电路开发此功能。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明实施例的提升平均器效果的方法的第一步骤流程图。

图2为本发明实施例的提升平均器效果的方法的第二步骤流程图。

图3为本发明实施例的提升平均器效果的方法的第三步骤流程图。

图4为本发明实施例的提升平均器效果的方法的运算架构的示意图。

图5为本发明实施例平均器与传统平均器的输出值对数据量的曲线的第一曲线图。

图6为本发明实施例平均器与原始带有噪声的输出信号的输出值对数据量的曲线的第二曲线图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

请参阅图1和图4，其中图1为本发明实施例的提升平均器效果的方法的第一步骤流程图；图4为本发明实施例的提升平均器效果的方法的运算架构的示意图。

本发明实施例的提升平均器效果的方法可包含如图1所示的步骤S101至S129，适用于传感器。所述传感器可例如为环境光传感器、近距离传感器或其他设有光电组件的传感器，但本发明不以此为限。此传感器感测出n笔感测数据分别作为平均器的n笔输入数据，其中n为适当整数值。

步骤S101至S129可使用如图4所示的运算架构执行，以计算出调节数值，具体说明如下。

在步骤S101，依据实际需求，设定一补偿系数。

在步骤S103，依据实际需求，设定一阀值系数。或者，可设定正值阀值系数以及负值阀值系数。正值阀值系数的数值可等于负值阀值系数的数值，即负值阀值系数取绝对值后等于正值阀值系数。

在步骤S105，读取第n笔输入数据，n为适当整数值。

在步骤S107，计算平均器的第n笔输入数据的数值与平均器的第(n-1)笔输出数据的数值两者的差值，以下列公式表示：

Df＝Din(n)-Dout(n-1)，

其中Df代表平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值，此差值可能为正值或负值，Din(n)代表平均器的第n笔输入数据的数值，Dout(n-1)代表平均器的第(n-1)笔输出数据的数值。

即，如图4所示，在阶段P15取得平均器在读取前一笔输入数据后所输出的数据的数值，即前一笔输出值。接着，在阶段P0，(利用减法器)将平均器的目前读取的此笔输入数据的数值与平均器的前一笔输出值两者相减。

在步骤S109，判断在步骤S107所计算出的差值的绝对值是否大于在步骤S103所设定的阀值系数，以下列公式表示：

|Df|＞Cth，

其中|Df|代表平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值的绝对值，Cth代表阀值系数。

若第n笔输入数据与第(n-1)笔输出数据的差值的绝对值大于阀值系数，依序执行步骤S111、S113以计算出调节数值。在计算出调节数值之后，执行步骤S201。换言之，如图4所示，若第n笔输入数据与第(n-1)笔输出数据的差值在阶段P1大于正值阀值系数Cth或在阶段P2小于负值阀值系数-Cth时，在阶段P3的或门输出逻辑值“1”，接着依序运行时间P10至P14。

相反地，若第n笔输入数据与第(n-1)笔输出数据的差值的绝对值不大于阀值系数，则依序执行步骤S115、S117。

在步骤S111，将平均器目前读取到的第n笔输入数据的数值乘以N倍，以在步骤S113计算出一调节数值，以下列公式表示：

Reg(n)＝N×Din(n)，

其中Reg(n)代表第n笔数据的调节数值，N代表平均器的数据的笔数，可为任意适当值，Din(n)代表平均器的第n笔输入数据的数值。

在步骤S115，将第(n-1)笔输出数据的数值乘上N倍，以计算出一暂存值。

在步骤S117，判断平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值是否大于一参考值例如零值，以下列公式表示：

Df＞0，

其中Df代表平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值，此差值可能为正值或负值。

若平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值大于参考值例如零值，依序执行步骤S119、S121。在计算出调节数值之后，执行步骤S201。相反地，若平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值不大于参考值例如零值，执行步骤S123。

在步骤S119，将在步骤S115中的第(n-1)笔输出数据的数值乘上N倍所计算出的暂存值减去补偿系数，以在步骤S121计算出一调节数值，以下列公式表示：

Reg(n)＝N×Dout(n-1)-Cc，

其中Reg(n)代表第n笔数据的调节数值，N代表平均器的数据的笔数，Dout(n-1)代表第(n-1)笔输出数据的数值，N×Dout(n-1)的乘积值代表暂存值，Cc代表补偿系数。

如图4所示，在阶段P4判断在阶段P0所计算出的平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值大于零值时，在阶段P16中将阶段P15所取得的第(n-1)笔输出数据的数值乘上N倍以计算出暂存值，接着在阶段P6、P7将此暂存值加上负值补偿系数-Cc或减去正值补偿系数Cc，以在阶段P11输出一调节数值。

在步骤S123，判断平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值是否小于参考值例如零值，以下列公式表示：

Df＜0，

其中Df代表平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值，此差值可能为正值或负值。

若平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值小于参考值例如零值，依序执行步骤S125、S127以计算出调节数值。在计算出调节数值之后，执行步骤S201。相反地，若差值不大于参考值且不小于参考值例如零值，即平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值等于参考值例如零值，执行步骤S129，接着执行步骤S201。

在步骤S125，将在步骤S115中的第(n-1)笔输出数据的数值乘上N倍所计算出的暂存值加上补偿系数，以在步骤S127计算出调节数值，以下列公式表示：

Reg(n)＝N×Dout(n-1)+Cc，

其中Reg(n)代表第n笔数据的调节数值，N代表平均器的数据的笔数，Dout(n-1)代表第(n-1)笔输出数据的数值，N×Dout(n-1)的乘积值代表暂存值，Cc代表补偿系数。

如图4所示，在阶段P5判断在阶段P0所计算出的平均器的第n笔输入数据与平均器的第(n-1)笔输出数据的差值小于零值时，接着在阶段P16中将阶段P15所取得的第(n-1)笔输出数据的数值乘上N倍以计算出暂存值，接着在阶段P8、P9将此暂存值加上补偿系数Cc，以在阶段P11输出一调节数值。

在步骤S129，将在步骤S115所计算出的暂存值，作为第n笔数据的调节数值，以下列公式表示：

Reg(n)＝N×Dout(n-1)，

其中Reg(n)代表第n笔数据的调节数值，N代表平均器的数据的笔数，Dout(n-1)代表第(n-1)笔输出数据的数值，N×Dout(n-1)的乘积值代表暂存值。

请参阅图2和图4，其中图2为本发明实施例的提升平均器效果的方法的第二步骤流程图；图4为本发明实施例的提升平均器效果的方法的运算架构的示意图。

本发明实施例的提升平均器效果的方法可还包含如图2所示的步骤S201至S209，适用于传感器。所述传感器可例如为环境光传感器、近距离传感器或其他设有光电组件的传感器，但本发明不以此为限。本发明实施例的步骤S101至S129可使用如图4所示的运算架构执行在步骤S113、步骤S121、步骤S127或步骤S129之后，即执行在计算出调节数值之后，以基于调节数值计算出平均器的输出值。

在步骤S201，将在步骤S113、步骤S121、步骤S127或步骤S129所计算出的第n笔数据的调节数值除以N，以计算出第一运算值。

在步骤S203，将第n笔数据的调节数值减去在步骤S201所计算出的第一运算值，以计算出第二运算值。

如图4所示，在阶段P123，将阶段P12的第n笔数据的调节数值通过减法器减去在阶段P13的1/N第n笔数据的调节数值，或是通过加法器加上负值的1/N第n笔数据的调节数值。

在步骤S205，将在步骤S203所计算出的第二运算值与第n笔输入数据的数值相加，以计算出第三运算值。如图4所示，在阶段P104，将在阶段P123所计算出的数值例如通过加法器与第n笔输入数据的数值相加。

在步骤S207，将在步骤S205所计算出的第三运算值除以N，以在步骤S209计算出一平均器的输出值。如图4所示，在阶段P14，将在阶段P104所计算出的数值除以N，以在最后计算出平均器的输出值。

在步骤S201至S209执行的运算，以下列公式表示：

其中Davg(n)代表平均器的输出值，N代表平均器的数据的笔数，Reg(n)代表第n笔数据的调节数值，Din(n)代表第n笔输入数据的数值。

请参阅图3和图4，其中图3为本发明实施例的提升平均器效果的方法的第三步骤流程图；图4为本发明实施例的提升平均器效果的方法的运算架构的示意图。

本发明实施例的提升平均器效果的方法可包含如图3所示的步骤S301至S305，适用于传感器。所述传感器可例如为环境光传感器、近距离传感器或其他设有光电组件的传感器，但本发明不以此为限。本发明实施例的步骤S301至S305可使用如图4所示的运算架构执行。应理解，本文的步骤的顺序和内容可适当的调整或删除。

在步骤S301，计算平均器的n笔输入数据的数值的变化幅度。

在步骤S303，依据n笔输入数据的输入数据的数值的变化幅度，以动态调整阀值系数。

在步骤S305，依据n笔输入数据的输入数据的数值的变化幅度，以动态调整补偿系数。

请参阅图5，其为本发明实施例平均器与传统平均器的输出值对数据量的曲线的第一曲线图。

如图5所示，在曲线图中，曲线C50为原始数据的曲线，曲线C51为传统平均器的输出值对数据量的曲线，可以看到传统平均器产生输出值需要反应时间，且与原始数值存在明显差异。C52为本发明平均器计算的数据量的输出值对数据量的曲线，可以看到本发明平均器的输出值会随着大幅度的输入信号做变化，若输入信号无大幅度变化，则会有良好的稳定效果。

请参阅图6，其为本发明实施例平均器与原始带有噪声的输出信号的输出值对数据量的曲线的第二曲线图。

如图6所示，在曲线图中，曲线C60为原始带有噪声的输出信号，曲线C61为补偿系数设定为0时，平均器的输出值对数据量的曲线，曲线C62为补偿系数设定为2时，平均器的输出值对数据量的曲线。显然，设定补偿系数且补偿系数非零值时，能明显抑制噪声。

综上所述，本发明提供一种提升平均器效果的方法，其具有以下特点：

将传感器，例如环境光测器或距离传感器，所感测的多笔感测数据，作为多笔输入数据，输入平均器；

设定阀值系数、补偿系数，实时降低噪声平均器的输出值中的噪声；

可根据输入数据的变化幅度，实时自动更新阀值系数以及补偿系数；

仅需将目前读取的此笔输入数据与前一笔输出数据执行简单运算，不会花费太多运算时间和占用太多缓存器空间；

可搭配其他数字信号处理区块进行处理，如数字滤波器、平均器等。

可使用软件开发或硬件电路开发此功能。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书内。