环境照度传感器系统

背景技术

具有显示器的计算设备可以使用光传感器来触发对显示器的亮度的调整。例如，诸如膝上型设备、平板设备、移动电话等计算设备可以包括感测环境光并将关于环境照度的信息提供给计算设备的处理器的光传感器。处理器可以使用关于环境照度的信息来改变控制计算设备的显示器的一个或多个参数。例如，在关于环境照度的信息向膝上型设备的处理器指示低照度水平(亮度)时，处理器可以通过增加公共电压或提供用于照亮LCD屏幕的像素的其他输入来提高屏幕的亮度。

发明内容

本文公开的环境照度传感器系统包括：光传感器，所述光传感器用于从计算设备周围的区域生成一系列环境照度值；人存在传感器，所述人存在传感器被配置成检测所述计算设备附近的人的存在；以及计算机实现的指令，所述计算机实现的指令至少部分地基于所述一系列环境照度值来确定环境照度水平(AIL)；确定人在所述光传感器附近的存在；以及至少部分地基于确定AIL低于阈值以及人存在，应用滞后滤波器来处理所述一系列环境照度值。

提供本发明内容以便以简化的形式介绍以下在具体实施方式中还描述的概念的选集。本公开内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

本文还描述和列举了其他实现。

附图说明

图1示出了本文公开的环境照度传感器系统的示例框图。

图2示出了至少部分地基于环境照度和人的存在来应用滞后滤波器的示例操作。

图3示出了指示使用本文公开的环境照度传感器系统的示例用例。

图4示出了用于动态地改变本文公开的环境照度传感器系统的变量的示例操作。

图5示出了解说使用本文公开的环境照度传感器系统生成的所得照度报告的示例曲线图。

图6示出了在实现所描述的技术方面可能有用的示例计算系统。

具体实施方式

用户在各种不同的环境中使用计算设备。例如，用户在各种不同的环境中(诸如办公室、会议室、家中、餐馆和咖啡店、户外场所等)使用膝上型设备、PC、平板设备、蜂窝电话或其他计算设备。在其中使用计算设备的一些环境具有各向同性的照度水平，使得环境照度的水平基本上不随时间变化或者环境照度的变化率基本上很低。例如，当用户在明亮的办公室中使用计算设备的时，存在多个光源，使得入射在计算设备上的光的照度水平基本稳定或一致。具体地，在这样的环境中，即使计算设备的用户或计算设备附近的任何其他人或对象移动，入射在计算设备上的光的照度水平也没有显著变化。在这样的环境中，计算设备的操作系统可以使用由计算设备的光传感器生成的环境照度报告来确定计算设备的各种操作参数，诸如屏幕的亮度、屏幕的对比度水平等。与此相比，在其中使用计算设备的一些环境在计算设备附近可能具有各向异性的照度水平。例如，如果用户在只有一个光源——例如用户身后的灯——的家中在膝上型设备上工作，则任何人类移动都可能导致计算设备附近的照度水平发生显著变化。如果计算设备的操作系统在这种情形下使用由计算设备的光传感器生成的环境照度报告，则由光传感器测得的环境照度的变化可导致计算设备的操作参数的显著变化。例如，如果光源在用户身后，并且用户移动他的头部，从而导致由计算设备上的光传感器测得的照度水平的快速变化，则这可能导致计算设备的屏幕的亮度、对比度等的不合需的变化。

本文公开的实现提供了降低人类或其他对象的移动的影响的解决方案，该移动可能导致计算设备检测到的照度水平的快速变化。具体地，各实现包括用于检测环境照度的光传感器和人存在传感器。在一个实现中，光传感器和人存在传感器被实现在计算设备上，然而另选地，这些传感器中的一者或两者可被实现在不同于该计算设备并且通信地连接到该计算设备的设备上。存储在该计算设备上的各种计算指令处理来自光传感器和人存在传感器的输出，以确定是否将滞后滤波器应用于照度信号以减少其中的变化。

本文公开的技术解决了在计算设备周围的照度水平存在变化的情况下管理计算设备屏幕的亮度的技术问题。具体地，本文公开的技术收集来自环境照度传感器的数据，并将环境照度水平与阈值进行比较，以确定计算设备附近的环境照度水平是否低于阈值。如果环境照度水平低于阈值，则该系统分析来自人存在传感器的数据，以确定人是否存在于计算设备附近。至少部分地基于确定环境照度水平低于阈值并且人存在于计算设备附近，该系统使用具有较大滞后的滞后滤波器来处理环境照度报告，以生成可由计算设备的操作系统使用的传感器报告。另选地，可以基于环境照度水平的变化达预定量来应用滞后滤波器。例如，计算设备的操作系统可以使用传感器报告来改变施加到计算设备的输出屏幕上的像素的电压。此外，当使用环境光阈值来确定何时调整像素的公共电压电平(VCO)时，响应于环境光水平的变化来修改计算设备的输出屏幕的像素的VCO的操作系统组件的性能也得到改善。

图1示出了本文公开的环境照度传感器系统100的框图。具体地，环境照度传感器系统100示出了用户106正在使用的接收来自光源108的环境照度的计算设备102。移动设备102可以具有被配置在其中的环境照度传感器(AIS)系统104。计算设备102被示出为膝上型设备，然而在替代实现中，计算设备102可以是移动设备、计算机、平板或其他计算设备。AIS系统104可以使用存储在计算设备102的存储器上的多个计算机可编程指令来被配置，其中这些计算机可编程指令可以使用计算设备102中的处理器来执行。AIS系统104还可以具有感测计算设备102附近的环境照度水平的环境照度传感器112。此外，AIS系统104还可以具有对象存在传感器114，该对象存在传感器检测计算设备102附近的对象(诸如人106)的存在。

环境照度传感器112可被实现成以勒克斯或其他适当单位来测量计算设备102附近的照度水平的任何光传感器。环境照度传感器112可以实现环境颜色感测能力以及照度。环境照度传感器112可以使用光伏光传感器、光电管、光电发射器件、光电传导器件、光电结器件、光检测电阻器、光电二极管、光电晶体管等来实现。在一个实现中，环境照度传感器112可以生成在预定时间段，诸如每毫秒(ms)、每秒等，测得的一系列照度值。计算设备102的操作系统可以使用这些一系列照度值来调整输出屏幕的照度水平。在替代实现中，环境照度传感器112还可以测量计算设备102附近的环境光的色度。

对象存在传感器114可以使用无源红外(IR)传感器、IR相机、不可见光及其传感器的组合，等等。在一个实现中，由IR传感器或IR相机收集的信号可以由对象存在传感器处理，以确定计算设备102附近是否存在人。从环境照度传感器112和IR传感器接收到的信号被处理，以确定是否将滞后滤波器116应用于由环境照度传感器112生成的一系列照度信号。例如，如果计算设备附近的照度水平低，并且如果对象存在传感器114确定有人存在于计算设备102附近，则可以使用滞后滤波器116来处理由环境照度传感器112生成的一系列照度信号。

滞后滤波器116可以从环境照度传感器112收集数据流x并生成输出数据流y，使得y是输入数据流x的非线性函数。滞后滤波器116可以被配置成去除输入数据流x中的脉冲式噪声。在一个实现中，滞后滤波器116可被配置成直到输入的值改变达预定值才使得输出的值改变。例如，由环境照度传感器112生成的输入数据流x中的脉冲式噪声可以是由于人或其他对象在入射到环境照度传感器112上的光的路径中的移动而引起的短持续时间的随机分布噪声。例如，当人106移动她的头部时，从光源108入射到环境照度传感器112上的光可以具有随机的负或正脉冲式噪声尖峰。滞后滤波器116可以使用计算机可编程指令或使用硬件、固件和软件的组合以数字方式来被实现。

在图示的实现中，计算设备102及其周围区域由光源108照亮。具体地，如图所示，光源108可以是位于人106后面的灯，人106可以是计算设备102的用户。作为人106处于从光源108到计算设备102的照度路径中的结果，人106的任何移动都可能突然改变由环境照度传感器112感测到的照度水平。

具体地，当计算设备附近的照度水平低时，并且如果人存在于计算设备102附近，则人的任何移动都可能突然改变由环境照度传感器112检测到的照度水平。例如，如果当光源106在人106身后时人106移动其头部，则计算设备处的照度水平的变化被夸大。当环境照度水平低时，其中环境光几何结构更各向异性，该事件可能更频繁地发生。在这种情况下，为了降低报告给计算设备102的操作系统的一系列照度值中的这种突然且显著的变化的影响，使用滞后滤波器116对其进行处理，并且所得到的一系列经处理的照度值被用于生成照度报告120，该照度报告120可以被发送到该系统，诸如计算设备120的操作系统。

在一个实现中，环境照度传感器系统104将环境照度传感器112输出的照度值与阈值照度水平进行比较，以确定计算设备102附近的照度是否低。例如，这样的阈值照度水平可以是100勒克斯。在一个实现中，可以将至少部分地基于预定时间内的照度水平来确定的平均照度水平与阈值照度水平进行比较，以确定要使用滞后滤波器116处理该系列照度值。或者，可以基于从计算设备的其他传感器(诸如相机或红外传感器)接收的信号来确定平均照度水平。又或者，可以评估由环境照度传感器112输出的照度值以查看环境照度水平的变化是否高于预定水平，从而确定是否要将滞后滤波器应用于由环境照度传感器112输出的照度值。

阈值照度水平可以由计算设备102在制造级上预先确定。或者，阈值照度水平可以由计算设备102的用户选择，或者由计算设备102的用户周期性地调整。在一个实现中，可以基于计算设备102上正在使用的应用程序来动态地调整阈值照度水平。例如，如果在计算设备102上运行的应用程序(诸如设计应用程序)对光的变化高度敏感，则阈值照度水平可以很低。或者，如果计算设备仅仅正在使用对环境照度水平的变化不太敏感的字处理应用程序，则阈值照度水平可以很高。通过改变例如施加到计算设备的输出屏幕的像素的VCO，动态地改变阈值照度水平造成显示设备的操作性能的改进。具体地，动态地调整阈值水平可以得到更好的用户体验。

计算设备102的操作系统可以使用照度报告120来确定计算设备或其组件的各种参数。例如，可以使用照度报告120来确定计算设备102的输出屏幕的像素的公共电压电平(VCO)。

现在参考图2，其示出了用于基于环境照度和人的存在来应用滞后滤波器的示例操作200。具体地，操作202可以被实现在诸如计算设备102之类的计算设备上，以处理由光传感器生成的环境照度值，从而生成将由计算设备使用的照度报告。

操作202接收环境照度数据。环境照度数据可以是以勒克斯为单位的一系列照度值的形式，接收到的每一照度值是由环境照度传感器生成的。例如，环境照度数据可以由光伏环境照度传感器每秒生成。操作204确定环境照度水平是否低于阈值。例如，可以将环境照度数据与阈值进行比较，以确定环境照度水平是否低。在一个实现中，可以基于多个最新近的照度值来生成平均环境照度水平，诸如基于在上一秒内接收到的所有照度值的平均勒克斯值，并且将这样的平均值与阈值进行比较以确定环境照度是否低。或者，也可以基于从计算设备的其他传感器(诸如相机或红外传感器)接收的信号来确定环境照度水平。此外，还可以基于计算设备的各种操作参数来动态地确定这样的阈值。例如，如果计算设备的剩余电池电量低，则与平均照度值相比较的阈值被选择成较低。

如果操作204确定环境照度低，则操作208确定在计算设备附近是否存在可能移动的人或另一对象。在一个实现中，诸如IR对象存在传感器之类的对象存在传感器可以确定对象或人是否存在于计算设备附近。

如果操作204确定环境照度低于阈值，并且如果操作208确定人存在于计算设备附近，则操作210应用具有较大滞后的滞后滤波器，以减小由照度传感器测得的环境照度中的变化。因此，如果环境照度低，如当计算设备在晚上或夜间在家庭办公室中使用时的情形，并且如果有人在场，则操作210应用这种较大滞后滤波器，使得可能由人的移动生成的照度数据的变化不会引起诸如屏幕像素电压电平之类的参数的较大变化。

或者，如果操作204确定环境照度不低于阈值，或者如果操作208确定计算设备附近不存在人，则操作214将常规降噪滤波器应用于环境照度数据。操作220基于由操作210输出的照度数据或由操作214输出的照度数据来生成传感器照度报告。这样的传感器照度报告可以被提供给计算设备的操作系统，用于确定计算设备的一个或多个其他操作参数的值。因此，当未检测到人存在时使用常规降噪滤波器通过降低环境照度信号流中的噪声的不必要的滞后滤波来提供更好的系统性能。例如，通过不应用滞后滤波器，当环境照度水平已经改变时，对像素照度应用必要的改变。

图3示出了指示使用本文公开的环境照度传感器系统的用例300。例如，用户306可正在使用由光源304照亮的计算设备302。如在此所示，用户306的头部308通常可位于从光源304入射到计算设备302上的光的路径310中。结果，当用户306或她的头部308如330所示移动时，这种头部移动330可在由计算设备302上的照度传感器生成的照度数据中产生大的变化。因此，当计算设备上的人存在传感器也检测到用户306的存在时，并且当照度水平低时，使用具有较高滞后的噪声滤波器来处理由环境照度传感器生成的照度数据。随后，由这种具有较高滞后的噪声滤波器处理的数据被用于生成环境照度报告。

现在参考图4，其示出了用于动态地改变本文公开的环境照度传感器系统的变量的操作400。操作402确定正在计算设备上运行的用户应用程序。在一个实现中，在计算设备上正在运行不止一个应用程序的情况下，操作402可以确定主导地使用输出组件(诸如计算设备的输出屏幕)的用户应用程序。

随后，确定操作404确定照度水平是否与这种用户应用程序的输出相关。例如，如果用户正在观看电影，则照度水平可能不是高度相关的，而如果用户正在使用工作表，则这种照度水平可能是高度相关的。如果确定环境照度水平不与使用计算设备的输出屏幕的用户应用程序相关，则操作408确定不需要改变阈值。然而，如果确定环境照度水平与使用计算设备的输出屏幕的用户应用程序相关，则操作410基于该用户应用程序来改变照度阈值。与用户应用程序之间的关系有关的信息和环境照度与用户应用程序的相关性可以被预先确定并存储在计算设备上，或者可以由用户选择。随后，操作412可以改变用于处理环境照度数据的降噪滤波器所要使用的滞后幅度的量。

图5示出了解说使用本文公开的环境照度传感器系统生成的所得照度报告的曲线图500。具体地，曲线图500在Y轴上以勒克斯为单位绘制照度值来作为X轴上的时间的函数。具体地，线506示出了可以作为用户、用户的头部、用户的手等在计算设备附近的移动的结果而生成的照度数据。例如，在点506a、506b处，用户的头部可能已经移入到光源和计算设备之间。当总体照度水平较低时，照度值的这种变化对计算设备的操作系统做出的任何决定的影响可能会加剧。

本文公开的系统确定，当总体照度水平低且存在人时，使用具有更高向下滞后的噪声滤波器来处理一系列照度数据506，从而得到更平滑的一系列照度数据，如504所示，其被用于生成要传送到计算设备的操作系统的照度报告。

图6示出了可有用于实现本文公开的设备能力模型共享系统的示例系统500。图7的用于实现所述技术的示例硬件和操作环境包括诸如计算机20形式的通用计算设备之类的计算设备、移动电话、个人数据助理(PDA)、平板、智能手表、游戏远程控制器或其他类型的计算设备。例如，在图7的实现中，计算机20包括处理单元21、系统存储器22，以及将包括系统存储器的各种系统组件在操作上耦合到处理单元21的系统总线23。可以只有一个或可以有一个以上的处理单元21，以便计算机20的处理器包括单个中央处理单元(CPU)，或常常被称为并行处理环境的多个处理单元。计算机20可以是常规计算机、分布式计算机、或者任何其他类型的计算机；各实现不限于此。

系统总线23可以是若干类型的总线结构中的任何一种，包括使用各种总线体系结构中的任何一种的存储器总线或存储器控制器、外围总线，交换结构、点到点连接，以及局部总线。系统存储器也可以简称为存储器，并包括只读存储器(ROM)24和随机存取存储器(RAM)25。基本输入/输出系统(BIOS)26被存储在ROM 24中，包含了诸如在启动过程中帮助在计算机20内的元件之间传输信息的基本例程。计算机20还包括用于对硬盘(未示出)进行读写的硬盘驱动器27、用于对可移动磁盘29进行读写的磁盘驱动器28、以及用于对可移动光盘31(如CD-ROM、DVD或其他光学介质)进行读写的光盘驱动器30。

硬盘驱动器27、磁盘驱动器28以及光盘驱动器30分别通过硬盘驱动器接口32、磁盘驱动器接口33，以及光盘驱动器接口34连接到系统总线23。驱动器及其相关联的计算机可读介质为计算机20提供了对计算机可读指令、数据结构、程序模块，及其他数据的非易失性存储。本领域技术人员应该理解，可以在示例操作环境中使用任何类型的有形计算机可读介质。

可以有若干个程序模块存储在硬盘驱动器27、磁盘28、光盘30、ROM 24或RAM 25上，包括操作系统35、一个或多个应用程序36、其他程序模块37、以及程序数据38。用户可以通过诸如键盘40和指点设备42之类的输入设备在个人计算机20上生成提醒。其他输入设备(未示出)可以包括麦克风(例如，用于语音输入)、相机(例如，用于自然用户界面(NUI))、操纵杆、游戏垫、圆盘式卫星天线、扫描仪等等。这些和其他输入设备通常通过耦合到系统总线23的串行端口接口46连接到处理单元21，但也可通过其他接口连接，诸如并行端口、游戏端口、或通用串行总线(USB)(未示出)。监视器47或其他类型的显示设备也可以通过诸如视频适配器48之类的接口，连接到系统总线23。除监视器之外，计算机通常包括其他外围输出设备(未示出)，如扬声器或打印机。

计算机20可使用至一个或多个远程计算机(诸如远程计算机49)的逻辑连接在网络化环境中操作。这些逻辑连接由耦合至或者作为计算机20一部分的通信设备来实现；实现不限于特定类型的通信设备。远程计算机49可以是另一计算机、服务器、路由器、网络PC、客户机、对等设备或其它常见的网络节点，并且通常包括上面相对于计算机20所述的许多或全部元件。图10中描绘的逻辑连接包括局域网(LAN)51和广域网(WAN)52。这样的网络环境常见于办公室网络、企业范围计算机网络、内联网和因特网，并且可以是所有类型的网络。

当用于LAN联网环境中时，计算机20通过网络接口或适配器53(这是一种类型的通信设备)连接到局域网51。当在WAN联网环境中使用时，计算机20通常包括调制解调器54、网络适配器、一种类型的通信设备，或者用于经广域网52建立通信的任何其他类型的通信设备。或为内置或为外置的调制解调器54经由串行端口接口46连接到系统总线23。在网络化环境中，相对于个人计算机20所描述的程序引擎或其各部分可以存储在远程存储器存储设备中。可以理解，所示出的网络连接只是示例，也可以使用用于在计算机之间建立通信链路的通信设备的其他装置。

在示例实现中，用于设备能力模型共享系统的软件或固件指令可被储存在存储器22和/或存储设备29或31中并由处理单元21处理。本文公开的一个或多个ML、NLP或DLP模型可被存储在存储器22和/或作为持久数据存储的存储设备29或31中。例如，环境照度传感器系统602可作为应用程序36被实现在计算机20上(或者，环境照度传感器系统602可被实现在服务器上或云环境中)。环境照度传感器系统602可以利用处理单元21、存储器22、系统总线23以及个人计算机20的其他组件中的一者或多者。

与有形计算机可读存储介质对比，无形计算机可读通信信号可用诸如载波或其他信号传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。术语“已调制数据信号”意指以在信号中对信息进行编码的方式来使其一个或多个特性被设定或改变的信号。作为示例而非限制，无形通信信号包括有线介质，诸如有线网络或直接线连接，以及无线介质，诸如声学、射频、红外线和其他无线介质。

本文公开的物理制品包括一个或多个有形计算机可读存储介质，所述一个或多个有形计算机可读存储介质编码用于在计算机系统上执行计算机过程的计算机可执行指令，所述计算机过程包括：至少部分地基于从光传感器接收的信号来生成一系列环境照度值；基于所述一系列环境照度值来确定环境照度水平(AIL)；确定对象在所述光传感器附近的存在；以及至少部分地基于确定所述AIL低于阈值并且对象存在，应用滞后滤波器来处理所述一系列环境照度值。

本文公开的方法包括：使用光传感器来确定一系列环境照度值；至少部分地基于所述一系列环境照度值来确定环境照度水平(AIL)；确定对象在所述光传感器附近的存在；以及至少部分地基于确定所述AIL低于阈值并且对象存在，应用滞后滤波器来处理所述一系列环境照度值。

本文公开的系统包括：存储器；一个或多个处理器单元；光传感器，所述光传感器用于从计算设备周围的区域生成一系列环境照度值；人存在传感器，所述人存在传感器被配置成检测所述计算设备附近的人的存在；存储在所述存储器中并能由所述一个或多个处理器单元执行的环境照度报告生成系统，所述环境照度报告生成系统对所述存储器上的计算机可执行指令进行编码以在所述一个或多个处理器单元上执行计算机过程，所述计算机过程包括：至少部分地基于所述一系列环境照度值来确定环境照度水平(AIL)；确定人在所述光传感器附近的存在；以及至少部分地基于确定所述AIL低于阈值并且人存在，应用滞后滤波器来处理所述一系列环境照度值。

本文中所描述的各实现可被实现为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。逻辑操作可被实现成：(1)在一个或多个计算机系统中执行的处理器实现的步骤的序列；以及(2)一个或多个计算机系统内的互连机器或电路模块。该实现是取决于被利用的计算机系统的性能要求的选择问题。相应地，组成本文中所描述的各实现的逻辑操作另外还可被称为操作、步骤、对象、或模块。此外，还应该理解，逻辑操作可以以任何顺序来执行，除非明确地声明，或者权利要求语言固有地要求某特定顺序。

上面的说明、示例和数据提供了对本发明的示例性实施例的结构和使用的完整的描述。因为可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出本发明的许多实现方式，所以本发明落在所附权利要求的范围内。此外，不同实施例的结构特征可以与另一实现方式相组合而不偏离所记载的权利要求书。