背景亮度

背景亮度（精选七篇）

背景亮度 篇1

运动目标检测即通过图像处理方法检测视频序列中的运动目标并进行分离,是当今智能视频监控中关键技术之一,也是计算机视觉领域中的研究重点。

目前已有的运动目标检测方法按照算法的基本原理可以分为三类:光流法、帧间差分法和背景减除法。其中光流法[1]检测效果较好但计算复杂度高、实时性差且易受到噪声、光照变化和背景扰动的影响;帧间差分法[2]运算量小、实现简单,但检测出的目标不完整且运动目标的速度对于检测效果的影响很大;背景减除法简单、易于实现且适应动态的背景变化,目前已成为运动目标检测领域的研究热点[3]。在实际运动目标检测过程中背景往往是动态且复杂的,因此如何准确地构建及更新背景模型就成为背景减除法研究的关键。常用的背景模型主要有核密度估计法、混合高斯背景模型和Codebook背景模型。核密度估计法[4]占用内存大、计算复杂且实时性差;混合高斯背景模型算法[5]复杂度高、运算量较大且参数调整困难;Kyungnam Kim[6]等人提出的Codebook背景模型算法在RGB颜色空间中用码本来描述像素点,用亮度范围和颜色扭曲度模型判断标准来构建背景[7],该算法计算复杂度高,且RGB颜色模型中亮度信息和色度信息无法区分导致两者相互影响降低了算法的精确性。本文采用在YUV空间中建立Codebook背景模型的方法,并改进算法中亮度范围的定义,同时采用双层码本和短时滑动窗口相结合的背景更新方法在检测过程中不断更新背景,提高了算法的准确性和鲁棒性。

1 基于YUV颜色空间的Codebook背景模型

YUV颜色空间可以由RGB颜色空间直接经线性运算转化而来,其特点是亮度与色度分离,互不干扰。本文在YUV颜色空间下建立Codebook模型[8]。

YUV颜色空间中Codebook背景模型包括:背景模型建立、亮度范围和颜色扭曲度计算、最大负运行长度计算和前景检测。在YUV颜色空间下亮度范围:

亮度范围度:

颜色扭曲度:

其中分别是所有属于某个码字的Y,U,V分量的均值,分别是码字中亮度的最小值和最大值。

运动目标检测采用当前帧与背景帧“相减”的方法,即对每一帧中的每一个像素点,若与背景模型码本中的码字匹配,则判断为背景点,并对相应的码字进行更新,若不匹配则判别为前景点。

2 亮度条件判定方法的改进及背景更新算法

2.1 基于YUV颜色空间的Codebook背景模型中亮度条件判定方法的改进

在基于YUV颜色空间的Codebook背景模型的运动目标检测过程中,常会出现误检。例如视频序列中的某个像素点在刚开始检测的时候属于背景点,一段时间后该像素点的位置并未出现运动目标,但该点却被检测为前景点,如图1、图2所示。

其中视频camera来自于PETS2001视频集,视频test来自PETS2000视频集。本文在图1、图2中选取了多个像素点进行研究,发现这部分区域像素点Y分量值的变化如图3、图4所示。

其中Y是像素点的Y分量值,CY为该像素点对应的码字的Y分量均值,CYL为该像素点对应码字的亮度最小值(即式(1)中的),CYH为该像素点对应码字的亮度最大值(即式(2)中的),YL为该码字亮度范围的最小值,YH为该码字亮度范围的最大值。CYL和CYH随背景的更新而不断变动,YL由CYH决定,YH由CYL和CYH共同决定。

由图3、图4可知,当像素点Y分量的值逐渐降低时,与之匹配的码字亮度的最小值即参数随着背景更新逐渐减小,而与之匹配的码字的亮度的最大值一直不变。由式(1)可知该码字亮度范围的下界YL由决定,所以会保持不变,当像素点Y分量继续降低时便会突破码字亮度范围的下界,转变为前景点。

同理当另一个像素点的Y分量值逐渐增大时与之匹配的码字的亮度的最大值即参数随着背景更新逐渐增大,与之匹配的码字的亮度的最小值一直不变。由公式(2)可知该码字亮度范围的上界YH由共同决定,即取两者的较小值,所以基本不变,当像素点Y分量继续上升时便会突破码字亮度范围的上界,转变为前景点。

同时本文研究了有运动目标经过的像素点的Y分量值变化,由图5可以看出该像素点的Y分量值在第382帧到393帧,第1651帧到1669帧,第1794帧到1814帧发生了突变。

针对以上分析并结合YUV颜色空间中码本的结构和基于滑动窗口的背景更新算法,发现码字的参数Y分量均值随像素值逐帧变化而逐渐更新,而且由于它是像素点连续多帧的平均值,所以其更新是缓慢进行的。所以本文利用码字定义一个新的亮度范围:

其中T为可以调节的参数,一般在10~40间取值。亮度范围重新定义后,像素点的Y分量值在一定范围内连续升高或降低时,与其匹配的码字的上限值和下限值将进行缓慢调整,即码字的亮度范围可以随像素值的变化而进行缓慢更新,如图6、图7所示。

应用新的亮度范围定义方法后码字的参数改为auxi=〈fi,λi,pi,qi〉,其结构更加简单合理。

2.2 双层码本与短时滑动窗口相结合的背景更新算法

在运动目标检测过程中,可能在背景训练之后出现新的背景。常见于一些运动目标逐渐停下来成为背景,比如汽车开进停车位、人把包放在椅子上等。另外在运动目标检测过程中,由于光照等因素会使背景产生细微变化,所以要对表示背景的Codebook模型进行更新。传统Codebook模型逐帧进行更新,一方面会增加算法的复杂性,降低算法的效率;另一方面当视频序列中的前景点或是噪点具有和背景像素点相近的分布时,逐帧更新会使背景模型逐渐产生偏差,造成误检、漏检现象。因此本文采用双层码本模型算法[9]与采用短时滑动窗口[10]的背景更新方法相结合的算法来更新背景,以YUV空间中Y分量为例,具体方法为:

(1)假设某像素点f(x,y)连续判定为背景点的帧数为B,若B大于T1,即该像素点在窗口长度T1内连续与背景模型中的同一个码字匹配,则按式(7)更新该码字的。

(2)若在窗口长度T1内的某帧,像素点f(x,y)不与其码本中的任一码字匹配,即该像素点被判定为前景点,则销毁窗口,并记录其连续被判定为前景点的帧数S,若S大于阈值T2,则为该像素新建码本并将其添加到背景模型中。

(3)若当像素点f(x,y)被连续检测为前景点的帧数S小于T2时该像素点又重新被判别为背景点,若此后2T1帧内该像素点一直被检测为背景点,则截取后面T1帧更新与之匹配码字的。

(4)重复上述过程,直到检测结束。

其中Yadd为窗口内Y分量的累加值,T1、T2为符合视频的可调整的阈值。

采用双层码本与短时滑动窗口相结合的背景更新算法一方面可以及时更新背景另一方面可以减少背景的误更新。

3 实验结果与分析

本文选取4组典型视频文件分别对原始Codebook算法、YUV颜色空间的Codebook算法和本文算法进行了比较。实验条件为:CPU Pencium(R)Dual-Core,内存为2 GB,实验平台为Visual C++2008及Opencv2.4.3,视频camera和test来自于PETS视频集,视频Left Bag来自于PETS-ECCV2004视频集,视频circle为自拍视频。

由图8可以看出原始Codebook算法检测出的运动目标有大面积的阴影,同时图像右上方的房顶部位出现误检,且噪点较多;YUV颜色空间下Codebook算法检测出的运动目标比较完整,去除了阴影,减少了噪点,但图像右上方的房顶部位仍有误检;本文算法检测出的运动目标完整且无阴影、背景噪点少且基本去除了误检。

由图9可以看出原始Codebook算法将静止的汽车误检为运动目标,并在图片右下方区域出现误检;YUV颜色空间下Codebook算法未将静止的汽车检测为背景但与原算法相比汽车位置阴影小且噪点较少但图中右下方区域仍有误检;本文算法将静止下来的汽车更新为背景且背景干净几乎无噪点。

由图10可以看出原始Codebook算法在阳光照射区域出现误检且没有将地上静止的书包更新到背景中,YUV颜色空间Codebook算法误检较少但仍未将背包更新为背景;本文算法更新了背景且几乎没有误检。

由图11可以看出原始Codebook算法检测出的运动目标有较多的阴影和孔洞,且未及时将地上的背包更新到背景中;YUV颜色空间下的Codebook算法阴影和噪声较少但仍未将背包更新为背景;本文算法检测出的目标准确且及时更新了背景。

对检测结果采用精确率P和召回率R进行定量分析,公式如下:

其中Np是图像中被正确检测认定为前景点的像素点的数量;Nt是被检测认定为前景点的像素点数量Nr是人工提取的图像中前景点的数量。由公式可知,当P越高则前景检测误检低(即检测结果准确率高),当R越低说明漏检的前景点比较多(即前景检测不完整)。结果如表1所示。

由表1可知,与原算法和YUV颜色空间下Codebook算法相比,本文算法精确率有很大提高,说明本文算法检测结果准确率高,误检率低。但召回率略有降低,这是由于本文算法仅使用一个阈值T来控制亮度范围,方法简单。在有效抑制噪声的同时使得前景检测稍有漏检,这可以通过调整相应的阈值来改善。

4 结语

本文在YUV空间中建立Codebook背景模型,并针对算法中亮度范围定义不合理的问题,提出了YUV空间中改进亮度范围Codebook算法,同时提出了结合双层码本与短时滑动窗口的背景更新方法。实验证明该方法检测准确率高,易于实现,适用于复杂场景的运动目标检测。

参考文献

[1]Xiaojing Song,Seneviratne L D,Althoefer K.A Kalman Filter Integrated Optical Flow Method for Velocity Sensing of Mobile Robots[J].IEEE/ASME Transactions on Mechatronics,2010,16(3):551-563.

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[3]Intachak T,Kaewapichai W.Real-time illumination feedback system for adaptive background subtraction working in traffic video monitoring[C]//2011 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communications Systems,2011:1-5.

[4]Dawei Li,Lihong Xu,Goodman E.A fast foreground object detection algorithm using Kernel Density Estimation[C]//IEEE International Conference on Signal Processing,2012:703-707.

[5]Mukherjee D,Wu Q M J,Thanh Minh Nguyen Thanh,et al.Gaussian Mixture Model With Advanced Distance Measure Based on Support Weights and Histogram of Gradients for Background Suppression[J].IEEE Transactions on Industrial Informatics,2013,12(10):1086-1096.

[6]Kim K,Chalidabhongse T H,Harwood D,et al.Davis.Real-time Foreground-Background Segmentation using Codebook Model[J].Real-time Imaging,2005,11(3):167-256.

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[8]雷飞,黄文路,王雪丽.基于YUV颜色空间码本模型的水下运动目标检测[J].计算机与应用化学,2014,31(4):416-420.

[9]Sigari M H,Fathy M.Real-time Background Modeling/Subtraction using Two-Layer Codebook Model[C]//International Multiconference of Engineers&Computer Scientists,2008:1-5.

背景亮度 篇2

一、高亮度DLP投影机

1. HD10K-M高亮度DLP投影机主要技术参数。

本背景显示系统采用美国Christie公司生产的HD10K-M高亮度DLP投影机, 它可以提供9 500 ANSI流明的亮度, 最大功率1 320 W, 同时具有高效率、低成本的优势。其原始分辨率为1 920×1 080, 采用3片DLP芯片。并且, 根据所使用光圈的不同, 系统对比度可在2 500:1到10 000:1之间进行调节, 从而显示清晰和逼真的图像。

2. HD10K-M高亮度DLP投影机的优点。

HD10K-M高亮度影机采用了同类产品中最小的底座和双汞灯, 具有高亮度、高可靠性和低成本的优点。并且, 它还具有2个可以输入4:4:4 HD信号的高清晰度输入通道, 实现了色温调节的无级变化, 使图像具有与演播室灯光环境相适应的3 200 K色温, 彻底解决了传统DLP投影机色彩“偏蓝”的问题。同时, HD10K-M高亮度DLP投影机小于40分贝的噪声水平, 较好地满足了演播室的环境要求。另外, 其视频处理控制系统具有同步锁相功能, 使大屏幕输出的图像场频与演播室系统的图像场频相一致, 可以保证大屏幕图像的平滑播出。

3. HD10K-M高亮度DLP投影机的信息输入。

HD10K-M高亮度DLP投影机的信号输入端口在设备的背面, 可通过1套卡/插槽 (SLOT) 系统来更新配置, 能够满足各种信号的输入要求。在郑州电视台高清演播室的实际应用中, 接入的视频信号SLOT1是由高清演播室矩阵输出的HD信号, 可以输入演播室系统的各种摄像机信号和总控播出送到演播室的各种外来信号;视频信号SLOT2是由演播室内1台计算机提供的DVI信号, 可以输入不同新闻栏目的背景, 在新闻直播中为不同新闻背景的切换提供了很大的便利。

二、DNP光学背投硬幕

1. 光学屏幕的定义。

包含个或多个光学镜头系统的屏幕被称为光学屏幕。在光学镜头里, 光线被折射, 其方向也会发生改变。但只有背投屏幕能够控制光线的折射方向, 因此只有背投屏幕才是真正的光学屏幕。光线的方向取决于屏幕材料的折射系数与镜头的剖面形状。

2. 菲涅尔透镜。

菲涅尔透镜是一种平面结构的凸透镜, 它于19世纪由法国光学家菲涅尔发明, 并于20世纪80年代首先被DNP公司创造性地引入光学屏幕领域, 其表面的锯齿状同心圆可以实现对光线的会聚。在菲涅尔镜头中, 只有曲面是真正起作用的部分。若将其他部分去掉并拉平有效的镜头部分, 就可得到1个菲涅尔镜头。由于CAD/CAM加工中心采用了钻石切割技术, 在1块屏幕上可以有10 000种不同的镜头剖面, 因此生产背投屏幕模具投资巨大, DNP公司是唯一拥有自己的模具工厂的背投屏幕制造商, 其每一种系列的产品都有自己不同的焦距。

3. 柱状透镜介绍。

目前, 柱面透镜技术被广泛地应用于光学屏幕的制造。通过屏幕正面的柱面透镜结构, 可以控制水平方向和垂直方向的光线分布, 因而它具有扩大视角范围的功能。将菲涅尔与柱状镜头结合, 可以达到180°的水平观视角, DNP屏幕广角系列因此在全球获得了巨大的市场占有率。DNP公司于2000年首先采用3M Vikuiti TM技术研制出世界上首块BBSCREEN屏幕, 它由4层结构组成, 从里至外依次为菲涅尔镜头、玻璃微珠、环境光吸收层和具有防眩表面的丙烯酸层。玻璃微珠由数百万个玻璃微珠体组成, 当投影机的光束投射到菲涅尔镜头上平行前进时, 玻璃微珠层可将此平行光线聚集, 并从其中的1个小点散发出来, 然后通过中间的黑色吸收层射出。由于黑色吸收层对环境光 (非平行光) 的有效吸收, 从而可以大幅提高画面的对比度, 使得投影图像即使是在明亮的环境下也能够保持画面依然鲜亮锐利, 从而不会被明亮的环境光所淹没。此外, 当光线由黑色吸收层射出时, 投射光还要经过正对观众的丙烯酸层。而光线从具有防眩表面的屏幕漫射出来, 可以令画面更加舒适。在以上结构层组合的共同作用下, 大大增强了屏幕的亮度和对比度, 使观众无论是在亮光环境还是在其他环境中观看图像, 都可以欣赏到饱满的色彩。

三、光学背投在演播室中的应用

1. 光学背投屏幕。

光学背投屏幕由于其独特的物理结构, 在对投影光线的调制过程中, 首先要求精密度要高于图像的分辨率。根据结构不同可由纹路间距和玻珠大小等数据来表示 (但是点距过低会产生摩尔效应) 。DNP的光学背投屏幕都有1个固有的分辨率, 且远大于投影机目前所能提供的分辨率, 确保了投影机投射的所有单个像素都可以清晰地显示在屏幕上。在郑州电视台高清新闻演播室中, 背景屏幕采用丹麦DNP148光学背投广角屏幕, 这种屏幕可以在宽阔的观看区域显示明亮、清晰的图像。广角屏幕是由2个有效透镜面组成的单层光学系统。凭借其优秀的光学透镜设计, DNP广角屏幕提供了优良的均匀度和对比度。而且, 整个屏幕具有高分辨率、高亮度、高清晰度和对比度范围宽等优点, 色彩还原真实、图像无失真、亮度均匀一致、单屏周边无眩光, 完全能够在正常的演播室环境中显示清晰、明亮的图像。

2. 光学背投屏幕的特性。

光学背投屏幕兼具菲涅耳透镜的聚焦能力和柱面透镜的发散特性, 因而可以达到最佳的图像观看效果。光学背投可显示明亮清晰的图像, 并具有卓越的对比度, 其亮度是普通前投或背投屏幕的4倍, 很好地满足了高清摄像机对灵敏度和光线均匀性的要求。

(1) 可靠性。对于高清新闻直播系统来说, 设备的稳定运行是首要关注的问题。该背投显示系统具有稳定性高、全部显示区域均匀、系统可用性高、维护和控制时间短等优点。对于投影机最重要也是做薄弱的环节——光源部分, 光学投影机采用了汞灯双灯结构, 每只灯泡设计使用寿命为2 000 h。一旦第1个灯泡出现故障, 第2个灯泡立即自动接替损坏的灯泡。在自动变更灯泡后, 亮度锁定机制能够使图像保持相同的亮度, 无需进行亮度调整。同时, 自动切换模式还能使投影机依次使用2个灯泡, 并确保使用2个灯泡的时间相同。在郑州电视台高清新闻演播室中, 使用的汞灯双灯功率为370 W, 灯泡操作模式为自动选择单个灯泡。自2010年10月正式启用高清新闻演播室至2012年1月灯泡1的使用时间为810 h, 灯泡2的使用时间为840 h, 实现了双灯系统的自动交替循环使用。由此可见, 该套系统的安全机制健全, 具有很高的稳定性, 能够满足高清新闻演播室对可靠性的要求。

(2) 兼容性。该套系统支持多种信号格式的同时显示, 适应高清新闻演播室信号来源多样的特点, 具有较高的灵活性。在输入方面, 系统可接受标准的分量和符合条件的模拟视频格式, 如NTSC、PAL、SECAM、SDI视频, 600×1 200分辨率视频, 模拟高清 (HDTV) 720 P视频、1080 i视频, HD-SDI视频和2 048×1 080数字电影图像视频等多种格式。能够同时输入2个信号源, 从而产生画中画图像。画中画图像可在屏幕上移动和变换大小, 还可以配对支持画中画图像转换效果或独立显示以及切换至背景图像。大屏幕对整个系统输入的视频, 计算机信号的显示是完全实时的, 这对直播演播室来说是十分重要的, 同时, 也大大提高了操作的准确性。

电子显示的亮度控制技术 篇3

各类电子显示设备的普遍问题是亮度的非均匀性, 在某些要求精准控制不同区域亮度的情况下这一问题尤为突出。常规解决方案为使用科学照相机获得屏幕特性的图像序列, 成本很高且无法满足更高均匀亮度的要求。

研究人员开发出新技术, 可以精准控制显示设备表面不同位置表现为规定的不同亮度。该技术适用于所有电子显示设备, 包括液晶显示器、发光二极管和视频投影设备。该技术可将现有的8位电子显示设备的亮度精确标准提高超过现有的高端10位设备, 也可将10位设备提高到以前不可能实现的水平。

该技术可用于差异性光敏感度测试、基于PC设备的青光眼诊断、心理物理实验所需的视觉科学研究、视力测试 (婴儿、白内障、青光眼和糖尿病视网膜病变患者) 、便携式视力测试设备。

电子显示的亮度控制技术 篇4

各类电子显示设备的普遍问题是亮度的非均匀性, 在某些要求精准控制不同区域亮度的情况下这一问题尤为突出。常规解决方案为使用科学照相机获得屏幕特性的图像序列, 成本很高且无法满足更高均匀亮度的要求。

研究人员开发出新技术, 可以精准控制显示设备表面不同位置表现为规定的不同亮度。该技术适用于所有电子显示设备, 包括液晶显示器、发光二极管和视频投影设备。该技术可将现有的8位电子显示设备的亮度精确标准提高超过现有的高端10位设备, 也可将10位设备提高到以前不可能实现的水平。

释放生命的亮度,做有风格的教师 篇5

右军何罪之有!是模仿，是缺乏个性风格断送了这位天才书法家。书法需要个性，需要风格，教学同样如此。生命是应该有亮度的，生命的亮度在于个性、在于风格。作为一名教师，应该张扬自己的教学个性，做有独特教学风格的教师。

一、风格来自人格魅力

教学风格是教师在一定的教学理念指导下，经过长期教学实践而形成的符合自身个性的教学方式、方法和技巧的独特结合。作为一名普通教师，要成长为具有独特教学风格的教师，谈何容易!教师的人格魅力是教学风格形成的前提。如果教师没有对真善美的追求，没有纯洁无瑕的心灵，没有对教育事业的热爱，没有对教师职业的敬畏，没有对学生的理解，没有坚强的意志，没有克服困难的勇气，没有战胜挫折的决心，没有善于思考的习惯，没有敢于怀疑的品质，没有创新的精神，等等，就不可能形成自己的教学风格。没有教师的人格魅力，教学风格的形成是不可思议的。笔者不敢说自己的人格魅力有多么强，但是，使自己的人格更有魅力，是我长期的不懈追求。我曾经送给学生这句毕业留言：“自由、真理、正义、进步，应是我们终生的追求!”这里的“我们”，自然包括我在内。在人格魅力当中，我特别在意诚实。我从不欺骗学生，对学生说的话，都力求保证是真的而不是假的，对学生的情，都力求是真情实感，绝不虚情假意。对学生所做的事，都力求公开透明，绝不遮遮掩掩。我正是用自己的人格魅力，影响着一批又一批的学生，也为形成自己的教学风格创造了前提。

二、风格来自文化底蕴

底蕴是指人内心所蕴藏的才智﹑见识。而文化底蕴则是指人的学识和精神修养。丰厚的文化底蕴是教学风格形成的基础。一名教师只有具有丰厚的文化底蕴，才能使自己具有较高的理解和驾驭教学的能力，才能使自己的课堂洋溢着浓厚的人文气息，才能使学生受到浓烈的文化浸染，才能使自己的教学非同凡响、别具一格。教师的文化底蕴从哪里来?从不断的读书学习中来。我出身于普通的农民家庭，从很小就缺乏读书学习的机会和条件。为了弥补这种不足，我从1981至1991年，用了整整十年的世界，在教学工作之余坚持读书学习，先后取得了大学专科学历和本科学历;从1991至2001年，我又用了十年的时间外出听课、学习，钻研教育教学，从而实现了从普通教师到市教学能手、沂蒙名师再到省特级教师的跨越;从2001年至今，我又用了十多年的时间，大量学习和阅读教育理论书籍和报纸，同时发表了300篇以上的论文和随笔，出版教学研究专著两部，合写教学研究著作一部，参编书籍三部，实现了从教育科研爱好者到市教育科研能手乃至教育专家的跨越。笔者在自己的教学研究专著《精彩课堂教学艺术》一书的后记中写道：“求学40年，我的学习经历可谓‘四十不惑’;从教30年，我的教师生涯可谓‘三十而立’;笔耕10年，我的教育科研可谓‘十年磨一剑’。”从“求学40年”可以看出，我一直处在读书学习的状态。正是这种不断提升的文化底蕴，为我形成自己的教学风格奠定了坚实的基础。

三、风格来自理想追求

教学风格的形成是以教师的理想和追求为动力的。在教育理想这种动力的推动下，教师充满工作的热情，甚至充满高涨的激情，会任劳任怨、不知疲倦地从事教育教学工作，会积极、主动、创造性地从事教学研究，教学风格也就在这种工作状态下慢慢形成了。一个没有理想和追求的教师，不但缺乏生存和生活的动力，而且缺乏教育教学的动力，同时必然缺乏形成自己的教学风格的动力。目前，教师的职业倦怠情况比较严重，这是教师无理想、无追求的突出表现。在职业倦怠的情况下，就别指望教师会形成自己的教学风格。一点也不夸张地说，我现在根本不存在职业倦怠，恰恰相反，我有的是教育的激情、梦想和执著追求。我的教学理想和追求是演绎精彩课堂，努力实现教师教得精彩，学生学得精彩，师生共同打造精彩的教学生活，力求实现课堂教学的精彩纷呈。为了演绎精彩课堂，笔者独创并且正在实践单元立体优化教学模式。正是在这种执著的理想追求中，我的教学风格越来越鲜明，越来越清晰。

四、风格来自善于思考

一个真正形成自己的教学风格的教师，肯定是善于思考的教师。思考是教学风格形成的桥梁，借助这座桥梁，才能实现从无教学风格的此岸到达有教学风格的彼岸。这种思考包括两个方面，一方面是思考自己，包括思考自己的个性和特点，诸如自己的兴趣、爱好是什么，自己的能力、气质如何，自己的优势和特长是什么，自己的劣势和缺点在哪里等。只有深入思考自己，才能逐渐形成自己独特的教学方法和教学技巧，形成自己独特的教学作风和教学风度，形成自己独特的教学机智和教学灵性。另一方面是思考教育教学，包括思考教育理念、教育本质，思考教育对象———学生，思考自己所教的学科，思考教学目标、教学设计，思考教学内容、教学情境，思考师生互动，思考问题设置以及思考教学评价等。只有深入思考教育教学，才能对教育教学有自己独特的理解，才能形成自己独特的教育教学思想，从而最终形成自己的教学风格。通过思考，笔者提出了“十化”教学追求，即追求教学的和谐化、有效化、主体化、生态化、生命化、生活化、活动化、情感化、尊重化、创新化;还提出了“四十字”基本教学主张，即有教有学、有师有生、有书有人、有知有行、有能有情、有理有例、有点有面、有静有动、有主有次、有质有量。

五、风格来自勇于创新

教学风格的形成是教师勇于创新的结果。一个教师，即使具备了一定的人格魅力，具有了较高的文化底蕴，树立了崇高的教育理想，并且能够做到善于思考，但是如果缺乏创新的意识，创新的思维，创新的能力，创新的实践，也是不会形成自己独特的教学风格的。因为任何独特性的东西都是创新的结果，任何教学风格也都是创新的结果。可见，勇于创新是教学风格形成的关键。我自以为自己的创新意识较强。在创新意识支配下，我积极进行创新思考和创新实践。为了形成自己的教学风格，笔者创新性地运用新的教学方式，诸如问题式、参与式、体验式、对话式、互动式、生成式、开放式、自主式、合作式和探究式等教学方式;创新性地开展下列系列活动，包括课堂讨论活动、课堂辩论活动、课堂表演活动、课堂竞赛活动、课堂游戏活动、课堂写作活动和课堂操作活动;创新性地选用教学情境材料，包括名言警句情境材料、诗歌情境材料、音乐情境材料、小品情境材料、剧情情境材料、寓言故事情境材料、情感故事情境材料、趣味故事情境材料和漫画情境材料;创新性地设计系列课堂提问，包括设计认知类课堂提问、思维类课堂提问、做法类课堂提问、举例类课堂提问、认识类课堂提问、体验类课堂提问、启示类课堂提问、释疑类课堂提问、说明类课堂提问和结局类课堂提问;创新性地锤炼教师的课堂语言，包括锤炼课堂导入语、锤炼课堂引导语、锤炼课堂总结语和锤炼课堂结束语。这种系列化的创新思考和实践，使我的课堂教学越来越显示出别样的风采，越来越增强了对学生的吸引力。

用高亮度LED提高家庭的能效 篇6

关键词：HBLED,单端脉宽调制,电流模式控制器

高功率LED需要用350～1000mA级别的高驱动电流。采用最新技术,每个LED能产生40～80流明的光通量,功率一般为1～3W。根据美国能源部网站上的资料,主要的LED制造商有Cree、Philips和Osram等。下面将把HBLED与广泛使用的白纸灯和荧光做一番比较,并给出一个家庭应用的电路实例。

比较光源

对HBLED(高亮度LED)的好处心知肚明的消费者会想办法尽可能多地使用HBLED。通过表1中的数据对比可以发现,显然HBLED是亮度最高的照明方案。

让我们仔细地看看表1。光源的能效类似于效率。与发热量相比,有多少输入到灯泡里的能量变成了光?用户希望这个数值更高一些,显然HBLED做到了这一点。如果驱动电流波动,白炽灯的颜色色调最可能发生变化。

与白炽灯相比,荧光灯和HBLED的主要优势是寿命,因此在许多国家白炽灯泡正在被逐步淘汰。接下来,HBLED可能在普及率上要超过荧光灯,因为HBLED是固态的(由硅材料制造,不易碎),尺寸非常小,而且不含有害的化学成分(不需要采用特殊的环境处理)。

HBLED照明的设计目标

让消费者改用H B L E D,要求HBLED必须具有高质量。消费者要求功率因数至少要达到90%,效率达到80%或更高。在直流应用中,最大输入电压不能超过40V。在交流应用中,可能采用120V或240V(最大270V)的输入电压。HBLED必须用工作频率超过120Hz的脉宽调制器驱动,以减小烦人的可见光频闪。有时候,这个频率还需要是可变的。除了这些设计约束,还要由工程师和应用来决定使用隔离还是非隔离的设计方案。如果有必要,最后还可能考虑使用复杂的调光电路。

正如您所看到的那样,没有一个万能的解决办法。设计中需要考虑的事项是环环相扣的。每种方案都需要根据LED的数量和流过LED的电流进行专门设计。设计者还需要根据不同的电磁器件,以及所选用的功率器件和输出电容器进行调整。

应用电路

HBLED的价格大约是1～2美元。由于在每个设计方案中,HBLED都是成串使用,因此在设计时,不用考虑转换器的成本约束问题。

首先介绍的控制器是ISL6721。ISL6721是单端脉宽调制电流模式控制器,其峰值电流模式控制能有效地解决瞬时功率问题,并且提供内置的过流保护。已经有一家大型合同制造商采用ISL6721,生产出能替换目前所使用的T8电路的产品(替换荧光灯启辉器中传统的镇流器电路)。ISL6721也可以设置成白炽灯的替换方案。非固态的回扫方案目前已经用在亚洲的一个购物中心。该方案使用了10个HBLED,输出达10W,效率为82%。

要在家用市场中真正具有竞争力,HBLED照明方案还必须提供调光功能。智能电路可以做到这一点。记住,LED是由脉宽调制控制器驱动的。也就是说,LED不总是处在“开”的状态。给LED供电的脉冲的数量是由控制器控制的,并且是可变的。碰巧,这项工作也是由“控制器”完成的。

图1显示了一个由6个LED的适配器和调光电路组成的射灯方案的完整电路图。设计的核心(当然要把HBLED刨除在外)是ISL6745A控制器。右上角的器件组成了一个SEPIC控制器,驱动串在一起的6个HBLED。四周的放大器进行电流调整,短路保护和过压保护。在左下角,您可以找到交流调光电路。调光器的放大器输出先进行滤波,然后用作电流调整器的参考点,反馈到控制环路中。

ISL6745A的偏置电压VDD的范围是6.5～20V,低边(low-side)FET驱动器的输出为12V、1A,可以驱动一个低边FET(如此设计中的Q1)、高压驱动IC的栅极或是栅极驱动变压器。

在Intersil的产品当中,ISL6745A是最受欢迎的HBLED驱动器。除了图1所示的使用方法,还可以对ISL6745A的开关频率、软启动、过温保护进行调整,“死区时间”也可以精确调整。ISL6745A采用节省空间的MSOP-10封装。ISL6745A的灵活性也是其一大特点,既可以工作在隔离方式也可以工作在非隔离方式,调光功能也是可选的。

结论

HBLED是消费类照明的最绿色的替代产品,而且技术进步已经足以使其成为可行的方案。市场上已经出现了可以替代白炽灯和荧光灯的方案。节约能源,延长使用寿命,提高安全性和增加可靠性,请使用HBLED。

参考文献

[1]ISL6745A improved bridge controller with precision dead time control[R/OL].(2008-9-11).http://www.intersil.com/data/fn/FN6703.pdf

[2]LED Driver stopower Cree X Lamp LED Products[R/OL].http://www.intersil.com/cgi-bin2/Msm Go.exegrabid3041620&EXTRA_ARG=&CFGNAME=MssFind%2Ecfg&host_id=2&page_id=5086&query=led&hiword=LED+

[3]Schmitz T,Wong M.Choosing and using bypass capacitors[R/OL].(2007-8-3).http://www.intersil.com/data/an/an1325.pdf

[4]Wong M,Schmitz T.Rail-to-rail amplifier with integrated charge pump improves input offset[R/OL].http://www.analogzone.com/avt_031907.pdf

恢复液晶投影机亮度的方法探讨 篇7

P C S是光通道中的重要组件之一, 出现故障后最快捷的解决办法是更换PCS。实际上投影机更新换代较快, 原机型PCS找不到替换的情况并不少见, 机器因此作报废处理太可惜;另外, 更换原装PCS价格一般都在千元以上, 而与购买一台价格在5 000元左右3 000流明的普通液晶投影机相比, 价格也不菲。对此笔者通过探讨, 采用非原装PCS代用等方法, 对某一机型共29例作了实际维修, 取得了较好的效果。

1 故障现象分析

在投影机使用现场, 如用眼观察到亮度只有新机器的60%左右, 通过更换新灯泡、一般性除尘无明显改善, 即可考虑拆机检查各零部件的状态。这时, 可以打开投影机后盖、移开电路板检测PCS组件。

我校所用液晶投影机有六大品牌11种机型, 其中某一机型的29台投影机全部出现PCS烧坏的故障, 其他品牌的投影机出现PCS损坏故障的不多。从出现故障的29个实例观察, PCS的损坏特征明显, 图1所示是一个典型的实例。

PCS在光通道中的位置如图2所示。灯泡发出的光源经两组微透镜阵列后变得较为均匀, 光线再通过紧贴第二组微透镜阵列的PCS部件后, 转变为偏振光, 经靠近PCS的凸透镜聚集后送往后面的二向分色镜等其他组件, 最终投射到屏幕上。PCS的作用是把灯光转变为偏振光, 而透射式液晶显示器件只能在偏振光下工作。

为了更好地解决问题, 我们需要了解PCS的工作原理、结构特点 (如图3所示) 。PCS主体为磨成45度的条状玻璃棱片, 45度斜面经镀多层偏振膜后再用粘胶合成一平板, 在输出光的一侧贴有一条状的半波片[2]。光线到达PCS的偏振膜时, 会被分离为两个正交的偏振光S和P。其中垂直偏振光S经两次反射后仍为垂直偏振光;而水平偏振光P可直接穿过偏振膜到达半玻片, 经半波片后偏振光P会被旋转90度而成为偏振光S[3]。如无半波片, 光源中只有偏振光S可被有效利用。

半波片是用厚度约为0.25 mm的聚乙烯醇膜或非晶体材料制成, 如果长时间在温度超过70℃的环境中工作, 较容易烧坏[2]。从拆开投影机后观察到的情况看, PCS所处位置离光源位置较近, 工作时温度较高。图1中明显可见的黑色斑块, 为半波片在高温下工作时间过长被烧坏所致。由于半波片作用是将水平偏振光P转为S偏振光, 因此, 如果没有半波片会在一定程度上降低光的利用率。

2 恢复方法

根据以上分析, 我们依PCS的损坏程度, 分别按不同方法进行了处理。

2.1 故障特征

PCS中部的半波片脱落, 四周变黑;条状玻璃45度斜边偏振膜镀层颜色变深, 结合力变弱。用放大镜观察45度斜边偏振膜镀层的状态, 无明显损坏迹象, 可确定主要是结合面上的胶质被烧坏所致。视觉上观察到的亮度只有正常状况下的50%左右。

故障分析和处理方法:造成亮度下降的原因有二, 一是半波片已失效, 二是半波片烧坏后出现黑斑阻挡了光的通过。二者都造成了光通量减少。由于半波片是无法替换的, 因此我们用刀片刮去残余的半波片, 并用酒精清洗去除黑斑。经这样处理后, 亮度可恢复到正常状况下的70%左右。

2.2 故障特征

除上述现象外, 还伴有条状玻璃松动及紧靠PCS的微透镜阵列轻微开裂, 但拆除后基本上可以恢复原状。

处理方法:采用上述方法处理后, 恢复时如可固定紧, 不出现松脱, 装上即可正常使用;如出现松脱, 可用502胶粘牢后再安装。选用这种胶主要是考虑到它黏膜薄接近透明, 对透光度影响小。这样处理后, 亮度同样也可恢复到原来的70%左右。

2.3 故障特征

除出现第一类现象外, PCS条状玻璃出现多处松动、断裂, 以及紧贴PCS的微透镜阵列出现数条裂缝, 拆此组合件时多块脱出, 较难拼合恢复。

处理方法:由于PCS和微透镜阵列均严重开裂或破碎, 单用胶粘接已难固定紧。我们用一种其他机器上使用、几何尺寸稍小的PCS板, 贴放在微透镜阵列上后, 在四周用耐高温的胶粘牢。选用的胶是天目牌704硅橡胶, 其耐温范围为—60~250℃。由于有完好的PCS作托板, 即使微透镜有碎块也较易用502胶粘上。用前面两种方法处理过的机器, 用一段时间后, 最终也需要更换代用PCS。

机器原装PCS与代用PCS的光学、几何参数较难相同, 因此难以完全恢复到原来的亮度。达到较好效果时, 亮度一般能恢复到原来的80%左右。

3 实际效果与效益

经过三年多对各机器使用情况的处理与观察, 代用PCS组件装入投影机后, 亮度和对比度一般可达到新机器的70%~85%, 只有一例需再次更换。代用PCS板采购成本150元, 费用只是原装板的13% (按1 200元计) 。这样的处理过程, 一般只需两三天即可完成, 可以把对教学的影响降低到最低限度。

参考文献

[1]韩景福.MD投影机中的光学元器件 (二) :偏振光分光器与偏振光转换器[J].现代显示, 2010 (1) :5-7, 15.

[2]韩景福.MD投影机中的光学元器件 (一) :偏振片与波片[J].现代显示, 2009 (12) :5-9, 12.