一种屏下传感器自适应像素设计方法、设备及存储介质与流程
本发明涉及屏下相机领域，具体地，涉及一种屏下传感器自适应像素设计方法、设备及存储介质。
背景技术：
1、随着全面屏技术的迭代演进，屏下集成传感技术（如屏下指纹识别、屏下人脸识别、屏下摄像头等）已成为智能终端设备实现高屏占比的核心路径。然而，由于显示屏本身的多层结构（包括薄膜晶体管阵列、有机发光层/液晶层、彩色滤光片等）会对可见光产生显著的遮挡与吸收，导致穿过屏幕到达下方传感器的光信号极其微弱，严重制约了成像质量与识别精度。
2、在现有的屏下传感器设计中，通常采用“透明副屏”或“特定区域降低像素密度（ppi）”的方案来提升透光率。但这两种方式均存在明显的局限性：前者增加了工艺复杂度与成本，后者则会在屏幕特定区域形成肉眼可见的“马赛克”或“灰斑”，破坏视觉的一体性。
3、更为关键的技术瓶颈在于rgb三原色通道的光学特性差异。显示屏的红色（r）、绿色（g）、蓝色（b）彩色滤光片材料及其对应的发光器件，对不同波长的可见光具有截然不同的透射特性。具体而言，蓝光波长较短，易被材料散射和吸收，其透光率通常远低于红光和绿光。若采用传统的像素设计方案，即r、g、b子像素采用固定的面积比例（如经典的1:1:1或1:2:1），会导致以下问题：
4、信噪比失衡：由于蓝光通道透光率极低，传感器接收到的蓝光亮度和信噪比严重不足，导致最终采集的图像出现严重的偏色和噪点。
5、色彩还原失真：为了弥补硬件上的透光缺陷，往往依赖软件算法进行大幅度的色彩校正和增益补偿。这种“数字补救”不仅增加了图像处理管线的延迟和功耗，还容易引发伪影、色彩断层等画质劣化问题。
6、空间利用率低下：在透光率本就较高的红光或绿光通道，维持较大的像素面积并未显著提升传感器性能，反而挤占了宝贵的屏幕显示面积，限制了像素密度的进一步提升。
7、因此，行业内亟需一种能够根据光学衰减特性动态调整像素物理结构的设计方法。现有技术尚未提供一种有效的机制，能够在像素设计阶段即充分考虑不同颜色光线的透过率差异，通过物理层面的像素结构优化，从源头上平衡三色通道的光强输入，从而在保证屏幕显示效果（ppi和视觉均匀性）的前提下，最大化屏下传感器的感光效率和色彩还原能力。
8、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。
技术实现思路
1、为此，本发明提出的自适应像素设计方法，基于上述痛点，旨在通过建立光学衰减与像素面积的量化映射关系，重构像素排布逻辑，以解决屏下感知领域长期存在的“透光率”与“显示效果”之间的矛盾。
2、第一方面，本发明提供一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
3、步骤s1:在标准白光光源环境下，测试显示屏对r、g、b单色可见光的透光率，获取所述显示屏对三色光的光学衰减比例关系；
4、步骤s2：根据所述光学衰减比例关系和像素面积—光强补偿反向映射模型，确定最优面积配比；
5、步骤s3：根据所述最优面积配比构建像素重复单元结构和传感器阵列，每个所述像素重复单元结构包含至少一组独立r、g、b单色像素。
6、可选地，所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，还包括：
7、步骤s4：后端算法微调收敛人眼最佳光强比例。
8、可选地，所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
9、s11：在标准白光光源下，配置所述显示屏处于全透态或最高亮度状态；
10、s12：使所述标准白光光源单独发射r、g、b光线，分别采集对应单色光穿透显示屏后的透射光强数据，同步记录入射标准光源的基准光强数据；
11、s13：计算初始光强与透射光强的比值，得到r、g、b单色像素的光学衰减系数，进而获得r、g、b之间的光学衰减比例关系。
12、可选地，所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
13、s11：在标准白光光源下，配置所述显示屏处于全透态或最高亮度状态；
14、s14：配置传感器接收信号，生成混合信号图像；
15、s15：根据所述混合信号图像，计算得到r、g、b之间的光学衰减比例关系。
16、可选地，所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
17、步骤s21：设定目标光强比例为人眼标准视见函数下的权重比例；
18、步骤s22：将所述光学衰减比例关系输入至所述像素面积—光强补偿反向映射模型，该模型基于像素开口面积、透光率和输出光强构建；
19、步骤s23：求解使得所述输出光强符合所述目标光强比例的各单色像素面积，从而确定最优面积配比。
20、可选地，所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
21、步骤s31：定义所述像素重复单元的区块，在所述区块内重新划分r、g、b子像素的物理尺寸；
22、步骤s32：依据所述最优面积配比，扩大透光率最低的单色像素的物理尺寸，或缩小透光率最高的单色像素的物理尺寸；
23、步骤s33：将调整后的像素重复单元结构映射至整个传感器阵列，确保阵列中每个传感单元接收的光谱能量分布均衡。
24、可选地，所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法，其特征在于，所述传感器阵列上不同像素重复单元结构根据所述显示屏对光的光衰减情况进行排列，并且为不均匀分布。
25、第二方面，本发明提供一种屏下传感器自适应像素设计系统，其特征在于，包括：
26、测试模块，用于在标准白光光源环境下，测试显示屏对r、g、b单色可见光的透光率，获取所述显示屏对三色光的光学衰减比例关系；
27、配比模块，用于根据所述光学衰减比例关系和像素面积—光强补偿反向映射模型，确定最优面积配比；
28、设计模块，用于根据所述最优面积配比构建像素重复单元结构和传感器阵列，每个所述像素重复单元结构包含至少一组独立r、g、b单色像素。
29、第三方面，本发明一种屏下传感器自适应像素设计设备，其特征在于，包括：
30、处理器；
31、存储器模块，其中存储有所述处理器的可执行指令；
32、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任一项所述的屏下传感器自适应像素设计方法的步骤。
33、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现上述任一项所述的一种屏下传感器自适应像素设计方法的步骤。
34、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
35、1. 在物理层均衡rgb三色通道的感光信噪比，提升屏下传感精度。
36、本发明首先在标准白光光源环境下实测显示屏对r、g、b单色可见光的透光率，获得光学衰减比例关系，再通过像素面积—光强补偿反向映射模型将该衰减差异反向映射到像素面积分配上，使透光率较低的颜色（如蓝光）获得更大的像素面积，从而在物理层面抵消屏材对短波长光的吸收与散射劣势，从源头上缩小三色通道的信噪比差距，提升屏下传感器（如屏下摄像头、屏下指纹、屏下人脸识别等）的色彩还原能力与成像质量。
37、2. 降低对后端算法增益的依赖，减少功耗与画质劣化。
38、由于像素面积已在物理层完成对光学衰减的预补偿，后端isp或识别算法无需对弱透通道施加大幅度的数字增益，从而有效抑制噪点放大、伪影、色彩断层等次生问题，同时降低图像处理算力与系统功耗。
39、3. 像素重复单元结构规整，兼容现有驱动架构，工艺迁移成本低。
40、本发明以包含至少一组独立r、g、b单色像素的重复单元构建传感器阵列，每个传感单元均可完整获取三色信息，避免色彩混叠；同时重复单元排布可与现有tft/oled像素驱动架构兼容，无需重构驱动管线，利于产业化落地。
41、4. 设计流程可量化、可迭代，具备跨屏材与跨场景的通用性。
42、本发明形成"实测衰减→模型映射→结构落位"的闭环设计流程：当滤光片材料、发光层结构或屏幕类型（oled/lcd/micro-led）变更时，仅需重新执行s1测得新衰减比例，即可通过同一映射模型输出对应的最优面积配比；若应用场景由可见光切换至近红外（如屏下指纹），亦可在s1中替换光源光谱复用本方法，通用性与扩展性强。