專利名稱：用于顯示圖像幀序列的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示圖像幀序列的方法和系統(tǒng)，尤其是用于防止在刷新速率高于更新速率的系統(tǒng)中的圖像分裂。
背景技術(shù)：
圖像分裂(image tearing)出現(xiàn)于各種場合，通常是對(duì)共享圖像存儲(chǔ)器進(jìn)行異步讀和寫操作時(shí)發(fā)生。
Ishibashi等的題為“Display controller with motion picture displayfunction，computer system，and motion picture display control method”的美國專利6489933，在此通過引用合并進(jìn)來，描述了一種VGA控制器，其具有通過模式和VRAM模式作為運(yùn)動(dòng)圖像顯示模式，可以通過控制開關(guān)來選擇這些顯示模式之一。在通過模式中，從視頻端口接口輸入的視頻數(shù)據(jù)可以直接輸出到NTSC/PAL編碼器而無需VRAM的介入。在此模式中，可以在TV上以其原始質(zhì)量顯示原始視頻數(shù)據(jù)。另一方面，在VRAM模式中，屏幕顯示的刷新速率與視頻數(shù)據(jù)的垂直同步頻率進(jìn)行匹配，可以獲得無“分裂”的高質(zhì)量圖像。
Eglit的題為“Display unit displaying images at a refresh rate lessthan the rate at which the images are encoded in a received display signal”的美國專利6054980，在此通過引用合并進(jìn)來，描述了一種顯示單元，其接收具有以編碼速率(FRs)編碼的源圖像幀的顯示信號(hào)。顯示屏幕可以以小于編碼速率的刷新速率進(jìn)行刷新。實(shí)際刷新速率(FRd)確定為使得FRs/FRd＝(N+1)/N。為了滿足這個(gè)公式，實(shí)際刷新速率(FRd)可以選擇為與顯示屏幕所支持的目標(biāo)刷新速率略微不同。表示源圖像幀(以FRs接收)的像素?cái)?shù)據(jù)元素可以寫入幀緩沖器，可以以由刷新速率FRd確定的頻率來提取這些像素?cái)?shù)據(jù)元素。但是，每第(N+1)個(gè)源圖像幀的至少一部分不寫入幀緩沖器，以避免圖像分裂問題。
Matsushita的題為“Image processing apparatus and method of thesame，and display apparatus using the image processing apparatus”的美國專利申請(qǐng)20020021300，在此通過引用合并進(jìn)來，描述了一種圖像處理裝置及其方法，以及一種顯示裝置，能夠避免場分裂(存儲(chǔ)器溢出)的發(fā)生，即使是在針對(duì)單一圖像存儲(chǔ)器進(jìn)行輸入/輸出圖像的讀操作和寫操作時(shí)，其中，提供一種系統(tǒng)MC，用于生成和供應(yīng)輸出延遲數(shù)據(jù)，以便基于對(duì)圖像存儲(chǔ)器的寫速度、對(duì)圖像存儲(chǔ)器的讀速度以及讀取區(qū)域而延遲圖像輸出定時(shí)，使得對(duì)讀取端地址的訪問的定時(shí)(或者對(duì)讀取開始地址的訪問的定時(shí))與用于對(duì)相同地址進(jìn)行寫操作的定時(shí)匹配，還提供一種掃描轉(zhuǎn)換器，用于接收系統(tǒng)MC所供應(yīng)的輸出延遲數(shù)據(jù)并且延遲圖像輸出定時(shí)，使得對(duì)讀取端地址的方法的定時(shí)與用于對(duì)相同地址進(jìn)行寫操作的定時(shí)匹配。
需要提供一種有效的系統(tǒng)和方法來防止分裂，尤其是在刷新速率超過更新速率時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于在圖像幀的更新速率低于圖像幀的刷新速率時(shí)防止圖像分裂的系統(tǒng)和方法。方便之處在于，該方法和系統(tǒng)通過使用單獨(dú)一個(gè)幀緩沖器而不是雙幀緩沖器就能防止圖像分裂。
該系統(tǒng)可以包含在一個(gè)片上系統(tǒng)中，并且可以方便地包括連接到主處理單元的圖像處理單元。
本發(fā)明提供一種用于顯示圖像幀序列的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(i)第一電路，適于以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列，圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)；以及(ii)第二電路，適于控制圖像序列以刷新速率(Rr)顯示，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]；其中，圖像序列與從更新同步信號(hào)驅(qū)動(dòng)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明提供一種用于顯示圖像幀序列的方法，該方法包括(i)以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列，圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)；以及(ii)以刷新速率(Rr)顯示圖像序列，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]，并且其中，圖像序列與從更新同步信號(hào)驅(qū)動(dòng)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。


通過下面的詳細(xì)說明，并結(jié)合附圖，將更全面地理解和認(rèn)識(shí)本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的片上系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的異步顯示控制器的示意圖；圖3圖示說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括兩個(gè)窗的示例顯示幀；圖4a-4b圖示說明根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的兩種類型的訪問通道；圖5圖示說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三類型訪問通道；圖6圖示說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于顯示圖像幀序列的方法；以及圖7-8是圖示說明根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的圖像幀更新和刷新過程的進(jìn)行的定時(shí)圖，其中N＝1。
具體實(shí)施例方式
圖1圖示說明了片上系統(tǒng)10，其包括外部存儲(chǔ)器420、處理器100和圖像處理單元(IPU)200。處理器100包括IPU 200以及主處理單元400。主處理單元400(也稱為“通用處理器”、“數(shù)字信號(hào)處理器”或就是“處理器”)能夠執(zhí)行指令。
片上系統(tǒng)10可以安裝在蜂窩電話或其他個(gè)人數(shù)據(jù)助理與促進(jìn)多媒體的應(yīng)用中。
IPU 200的特征在于，與主處理單元400相比具有低能量消耗水平，并且能夠執(zhí)行多任務(wù)而不涉及主處理單元400。IPU 200能夠通過利用其自身的圖像直接存儲(chǔ)訪問控制器(IDMAC)280訪問各種存儲(chǔ)器，能夠支持各種類型的多顯示(同步和異步、具有串行接口或并行接口)，并且支持控制和定時(shí)功能，其允許例如在顯示圖像幀的同時(shí)防止圖像分裂。
IPU 200通過獨(dú)立控制可在長時(shí)期內(nèi)重復(fù)的各個(gè)操作(諸如顯示刷新、圖像獲取)，同時(shí)允許主處理單元400進(jìn)入空閑模式或管理其他任務(wù)，減小了片上系統(tǒng)10的電力消耗。在某些情況下，主處理單元400參與圖像處理步驟(例如，如果需要進(jìn)行圖像編碼)，但并不必需這樣。
IPU 200部件可以用于各種用途。例如，IDMAC 280用于視頻獲取、圖像處理和數(shù)據(jù)傳輸以顯示。IPU 200包括圖像轉(zhuǎn)換器230，其能夠處理來自攝像機(jī)300、內(nèi)部存儲(chǔ)器430或外部存儲(chǔ)器420圖像幀。
片上系統(tǒng)10包括多個(gè)部件，以及多個(gè)指令、控制和數(shù)據(jù)總線。為簡化解釋說明，只顯示了主要的數(shù)據(jù)總線與單獨(dú)一條指令總線。
根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，IPU 200能夠進(jìn)行各種圖像處理操作，并且與諸如圖像傳感器、攝像機(jī)、顯示器、編碼器等的各種外部設(shè)備進(jìn)行連接。IPU 200比主處理單元400小得多，并且消耗更少的電力。
IPU 200具有硬件濾波器240，其能夠進(jìn)行各種濾波操作，諸如解塊(de-blocking)濾波、解環(huán)(de-ringing)濾波等。用于進(jìn)行所述濾波操作的各種現(xiàn)有技術(shù)方法是本領(lǐng)域中已知的，并且不需要額外的解釋。
通過由濾波器240而不是主處理單元400進(jìn)行解塊濾波操作，IPU200減小了主處理單元400的計(jì)算負(fù)擔(dān)。在一種操作模式中，濾波器240可以通過與主處理單元400并行操作而加速圖像處理過程。
IPU 200包括控制模塊210、傳感器接口220、圖像轉(zhuǎn)換器230、濾波器240、IDMAC 280、同步顯示控制器250、異步顯示控制器260以及顯示接口270。
IPU 200具有第一電路，其可至少包括傳感器接口220，但也可包括額外的部件，諸如IDMAC 280。第一電路適于以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列。IPU 200還包括第二電路，其可至少包括異步顯示控制器260。第二電路適于控制圖像序列以刷新速率(Rr)進(jìn)行顯示，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]。
傳感器接口220一端連接到諸如攝像機(jī)300的圖像傳感器，另一端連接到圖像轉(zhuǎn)換器230。顯示接口270連接到同步顯示控制器(SDC)250并且并行連接到異步顯示控制器(ADC)260。顯示接口270適于連接到多個(gè)設(shè)備，諸如但不限于，TV編碼器310、圖形加速器320、以及顯示器330。
IDMAC 280促進(jìn)IPU 200各種模塊對(duì)諸如內(nèi)部存儲(chǔ)器430和外部存儲(chǔ)器420的存儲(chǔ)器組的訪問。IDMAC 280一方面連接到圖像轉(zhuǎn)換器230、濾波器240、SDC 250和ADC 260，另一方面連接到存儲(chǔ)器接口410。存儲(chǔ)器接口410連接到內(nèi)部存儲(chǔ)器430，并且附加地，或者替換地，連接到外部存儲(chǔ)器420。
傳感器接口220從攝像機(jī)300或從TV解碼器(未示出)獲取圖像數(shù)據(jù)。獲取的圖像數(shù)據(jù)被安排為圖像幀，并且可以被發(fā)送到圖像轉(zhuǎn)換器230用于預(yù)處理或者后處理，但對(duì)獲取的數(shù)據(jù)圖像也可以不施加任何上述操作就發(fā)送到IDMAC 280，然后再通過存儲(chǔ)器接口410發(fā)送到內(nèi)部存儲(chǔ)器430或外部存儲(chǔ)器420。
圖像轉(zhuǎn)換器230能夠預(yù)處理來自傳感器接口220的圖像數(shù)據(jù)或者后處理從外部存儲(chǔ)器420或內(nèi)部存儲(chǔ)器430中提取的圖像數(shù)據(jù)。預(yù)處理操作與后處理操作包括小型化、調(diào)整大小、色空間轉(zhuǎn)換(例如YUV到RGB、RGB到Y(jié)UV、YUV到另一YUV)、圖像旋轉(zhuǎn)、上/下和左/右翻轉(zhuǎn)圖像、以及將視頻圖像與圖片進(jìn)行組合。
顯示接口270能夠使用時(shí)間復(fù)用方案來仲裁對(duì)多個(gè)顯示器的訪問。其將圖像數(shù)據(jù)從SDC 250、ADC 260和主處理單元400轉(zhuǎn)換為適合于連接到其上的顯示器的格式。還要適于生成控制和定時(shí)信號(hào)并且將這些信號(hào)提供給顯示器。
SDC 250支持在諸如無聲顯示器和無存儲(chǔ)顯示器的同步顯示器上、以及在電視(通過TV編碼器)上顯示視頻和圖片。ADC 260支持在智能顯示器上顯示視頻和圖片。
IDMAC 280具有多個(gè)DMA通道并且管理對(duì)內(nèi)部和外部存儲(chǔ)器430和420的訪問。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的ADC 260的示意圖。
ADC 260包括主處理單元從屬接口261，其一方面連接到主處理單元總線并且連接到異步顯示緩沖器控制單元(ADCU)262。ADCU 262還連接到異步顯示緩沖器存儲(chǔ)器(ADM)263、連接到數(shù)據(jù)和命令組合器(組合器)264以及連接到訪問控制單元265。訪問控制265還連接到模板命令生成器266，然后又連接到模板存儲(chǔ)器268。
ADC 260可以從三個(gè)源接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)主處理單元400(經(jīng)由主處理單元從屬接口261)、內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器430和420(經(jīng)由IDMAC280和ADCU 262)、或者來自攝像機(jī)300(經(jīng)由傳感器接口220、IDMAC280和ADCU 262)。
ADC 260發(fā)送圖像數(shù)據(jù)、圖像命令和刷新同步信號(hào)到異步顯示器，諸如顯示器330。圖像命令可以包括讀/寫命令、地址、垂直延遲、水平延遲等。每一圖像數(shù)據(jù)單元(諸如圖像數(shù)據(jù)字、字節(jié)；長字等)可以與命令相關(guān)聯(lián)。ADC 260可以支持X，Y尋址或全線性尋址。命令可以從命令緩沖器(未示出)中提取或者由模板命令生成器266從模板存儲(chǔ)器268中提供。命令與圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)和命令組合器264進(jìn)行組合。模板包括由每次執(zhí)行一個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)的主處理單元400寫入模板存儲(chǔ)器268的命令序列，其被發(fā)送到智能顯示器(或從中讀取)。
ADC 260通過維持多達(dá)5個(gè)訪問通道從而能夠在不同顯示器上支持多達(dá)5個(gè)窗。兩個(gè)系統(tǒng)通道使顯示圖像能夠儲(chǔ)存在內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器420和430中。另一通道允許顯示圖像由主處理單元提供。兩個(gè)附加的通道允許顯示圖像來自攝像機(jī)300(不處理或者經(jīng)過預(yù)處理)。
每個(gè)窗的特征在于其長度寬度及其起始地址。每個(gè)窗的起始地址儲(chǔ)存在ADC 260可訪問的寄存器中，方便地，是指刷新同步信號(hào)，諸如VSYNCr。起始地址類似VSYNCr脈沖與幀開始之間的延遲。圖3圖示說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例顯示幀500，其包括兩個(gè)窗510和520。顯示幀500具有起始地址，在生成VSYNCr脈沖時(shí)對(duì)該起始地址進(jìn)行訪問。第一窗510具有起始地址511，對(duì)應(yīng)于VSYNCr脈沖之后的預(yù)定延遲。顯示幀500具有預(yù)定高度(SCREEN_HEIGHT 504)和寬度(SCREEN_WIDTH 502)，第一窗510特征在于其預(yù)定高度514和寬度516，第二窗520特征在于其預(yù)定高度524和寬度526。每個(gè)窗由來自單獨(dú)訪問通道的圖像數(shù)據(jù)刷新。
ADC 260所支持的5個(gè)訪問通道可以劃分為兩種類型。第一類型包括提取從攝像機(jī)300獲取的圖像數(shù)據(jù)，其中圖像幀是以預(yù)定更新速率Ur提供的。第二類型包括從存儲(chǔ)器中，提取圖像幀，例如在視頻回放期間，其提取方式是由IPU 200全面控制的。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，由攝像機(jī)300或存儲(chǔ)器組提供的圖像幀在提供給ADC 260之前還可以由濾波器430進(jìn)行濾波。
圖4a圖示說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一類型訪問通道。為了簡化解釋說明，進(jìn)一步忽略了多個(gè)組件和總線。訪問通道包括在傳感器接口220接收?qǐng)D像幀(標(biāo)為A)；發(fā)送圖像數(shù)據(jù)到圖像轉(zhuǎn)換器230(標(biāo)為B)，其中圖像數(shù)據(jù)可以進(jìn)行預(yù)處理或者保持不變；經(jīng)由IDMAC 280向存儲(chǔ)器組提供圖像數(shù)據(jù)(標(biāo)為C1)，從存儲(chǔ)器組提取圖像數(shù)據(jù)到ADC260(標(biāo)為C2)；最后，經(jīng)由顯示接口270向顯示器330提供圖像數(shù)據(jù)(標(biāo)為D)。如果顯示器不包括幀緩沖器，對(duì)于圖像傳感器所獲取的每N個(gè)圖像幀，IPU 200提供N+1個(gè)圖像幀。圖4a還圖示說明了同步信號(hào)VSYNCu 500和VSYNCr 510這兩個(gè)序列。注意，序列VSYNCu 500特征在于更新速率Ur，序列VSYNCr 510特征在于刷新速率Rr，其中Ur/Rr＝(N+1)/N。每一同步信號(hào)對(duì)圖像幀的寫或讀進(jìn)行了同步。
圖4b圖示說明了第二類型的訪問信道，其適于向包括顯示面板334與內(nèi)部緩沖器332的顯示器330提供圖像幀。IPU 200向顯示器330提供N個(gè)圖像幀的序列，其伴隨著N+1個(gè)同步信號(hào)。顯示面板334顯示從IPU提供的圖像(標(biāo)為D1)，而且在內(nèi)部緩沖器332儲(chǔ)存圖像(標(biāo)為D2)。
注意，由于刷新速率Rr高于更新速率Ur，在更新幀緩沖器的內(nèi)容之前，儲(chǔ)存在幀緩沖器的圖像幀可以被讀取一次以上。
圖5圖示說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三類型訪問通道。為了簡化解釋說明，進(jìn)一步忽略了多個(gè)部件和總線。該訪問通道包括從外部存儲(chǔ)器420提取圖像幀到IDMAC 280(標(biāo)為A)；發(fā)送圖像數(shù)據(jù)到圖像轉(zhuǎn)換器230(標(biāo)為B)，其中圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過后處理；經(jīng)由IDMAC 280向ADC 260提供圖像數(shù)據(jù)(標(biāo)為C)；最后，經(jīng)由顯示接口270向顯示器330提供圖像數(shù)據(jù)(標(biāo)為D)。
第三類型訪問通道可以防止由于雙緩沖方法而造成的分裂，在雙緩沖方法中，第一緩沖器用于寫圖像數(shù)據(jù)，第二緩沖器用于讀圖像數(shù)據(jù)，而緩沖器的角色交替改變。注意，發(fā)送到ADC 260的圖像幀可以源自攝像機(jī)300。因此，在圖5的步驟A之前，具有預(yù)備步驟，諸如由傳感器接口220獲取圖像幀、將其發(fā)送到IDMAC 280(由圖像轉(zhuǎn)換器230進(jìn)行或不進(jìn)行預(yù)處理)、將其發(fā)送到諸如內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器430和420的存儲(chǔ)器。
方便地，ADC 260通過響應(yīng)于顯示刷新指針的位置而控制更新指針，來防止從存儲(chǔ)器模塊(諸如存儲(chǔ)器模塊420和430)提取或者在由圖像轉(zhuǎn)換器230進(jìn)行后處理之后的圖像發(fā)生分裂。顯示刷新指針指向發(fā)送到顯示器的圖像數(shù)據(jù)(儲(chǔ)存在幀緩沖器中)，而更新指針指向幀緩沖器從存儲(chǔ)器模塊接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)的區(qū)域。只有在顯示刷新指針跨越窗起始點(diǎn)之后，才從幀緩沖器中讀取圖像數(shù)據(jù)。直到幀結(jié)束，都不允許更新指針超越刷新指針。
當(dāng)從存儲(chǔ)器提取數(shù)據(jù)到智能顯示器時(shí)，IPU 200可以允許探聽以便限制對(duì)存儲(chǔ)器的訪問量以及對(duì)智能顯示器的寫操作數(shù)量。智能顯示器具有緩沖器，并且能夠刷新自身。只有當(dāng)前圖像幀不同于以前的圖像幀時(shí)，當(dāng)前圖像幀才會(huì)被發(fā)送到顯示器。系統(tǒng)10可以包括用于進(jìn)行比較的裝置(通常是專用硬件)。比較的結(jié)果被發(fā)送到IPU 200，IPU 200可以決定發(fā)送更新圖像數(shù)據(jù)到顯示器，或者如果必要，發(fā)送適當(dāng)中斷到主處理單元400。IPU 200還可以周期性監(jiān)控所述裝置的輸出，以確定是否接收到更新圖像數(shù)據(jù)。
從攝像機(jī)300提取并直接或在預(yù)處理后發(fā)送到顯示器的圖像幀的顯示更加復(fù)雜。這個(gè)復(fù)雜性源于以更新速率Ur發(fā)生的嚴(yán)格更新周期。更新周期可以由攝像機(jī)300或其他圖像源的提供商規(guī)定。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果在新時(shí)期的刷新速率Rr和更新速率Ur之間保持比率(N+1)/N，就可以通過使用單獨(dú)一個(gè)緩沖器而不是雙緩沖器來防止分裂。方便地，N＝1，但不是必需這樣。
方便地，每N個(gè)更新周期，更新周期在與對(duì)應(yīng)刷新周期大致相同的時(shí)刻開始。
單獨(dú)一個(gè)緩沖器可以包括在顯示器中或者組成系統(tǒng)10的一部分。
刷新周期和更新周期可以通過互相得到的同步信號(hào)而彼此同步。例如，假定刷新過程通過垂直同步信號(hào)VSYNCu而同步，則IPU 200可以生成對(duì)應(yīng)的VSYNCr信號(hào)來同步刷新過程。該生成處理是由異步顯示適配器267完成的，其可以應(yīng)用生成VSYNCr的各種公知方法。
圖6圖示說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于顯示圖像幀序列的方法600。
方法600開始于步驟610，以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列。圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。
步驟610之后是步驟640，以刷新速率(Rr)顯示圖像幀序列，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]。顯示的圖像幀序列與驅(qū)動(dòng)自更新同步信號(hào)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。
方便地，第N個(gè)更新同步信號(hào)和第N+1個(gè)刷新同步信號(hào)大致同時(shí)生成。N個(gè)更新周期序列的開始與N+1個(gè)刷新周期序列的開始基本沒有相差。
方便地，步驟610包括接收更新同步信號(hào)序列，而在步驟610之后的步驟620生成刷新同步信號(hào)。
方便地，步驟610包括寫每一圖像幀到幀緩沖器，其中顯示步驟包括從幀緩沖器中提取圖像。幀緩沖器可以包括在顯示器中或者包括在片上系統(tǒng)10中。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，方法600進(jìn)一步包括步驟630，預(yù)處理每一圖像幀。步驟630被圖示為在步驟620之后和步驟640之前。
圖7是圖示說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像幀更新與刷新過程的進(jìn)行的定時(shí)圖700，其中N＝1。
定時(shí)圖700圖示說明了兩個(gè)圖像幀更新周期和四個(gè)圖像幀刷新周期。為了簡化解釋說明，假定刷新空白時(shí)期(refresh blanking period)和更新空白時(shí)期(update blanking period)相同并且每一圖像更新周期開始于特定圖像刷新周期起始時(shí)，而結(jié)束于另一圖像刷新周期結(jié)束時(shí)，但并不是必需這樣。圖8圖示說明了定時(shí)圖，其中，圖像更新周期在第一圖像刷新周期開始之后才開始，而在另一圖像刷新周期結(jié)束之前就結(jié)束。
第一圖像更新周期(圖示為斜線710)開始于T1，結(jié)束于T4。第一圖像刷新周期(圖示為虛斜線720)開始于T1，結(jié)束于T2。第二圖像刷新周期(圖示為虛斜線730)開始于T3，結(jié)束于T4。T2和T3之間的時(shí)間段被定義為刷新空白時(shí)期RBP 810。刷新速率Rr等于1/(T3-T1)。
第二圖像更新周期(圖示為斜線740)開始于T5，結(jié)束于T8。第三圖像刷新周期(圖示為虛斜線750)開始于T5，結(jié)束于T6。第四圖像刷新周期(圖示為虛斜線760)開始于T7，結(jié)束于T8。T4和T5之間的時(shí)間段被定義為更新空白時(shí)期UBP 820。更新速率Ur等于1/(T5-T1)。
回過頭來參看圖2，顯示接口270的輸出和輸入數(shù)據(jù)總線可以是18位寬(盡管也可以使用更窄的總線)，其可以方便地傳送高達(dá)24位色彩深度的像素。每一像素可以在1、2或3個(gè)總線周期期間傳送，并且像素?cái)?shù)據(jù)到數(shù)據(jù)總線的映射是完全可配置的。對(duì)于到TV編碼器的輸出，支持YUV 4:2:2格式。另外的格式也可以支持，可以將其認(rèn)為是“一般數(shù)據(jù)”，它們按字節(jié)進(jìn)行傳送，不進(jìn)行修改，從系統(tǒng)存儲(chǔ)器傳送到顯示器。
顯示接口270方便地不包括地址總線，其異步接口利用“間接尋址”，包括在數(shù)據(jù)流中嵌入地址(及相關(guān)命令)。這個(gè)方法由顯示器供應(yīng)商所改編，以便減小顯示器與主處理器之間的管腳和連線的數(shù)目。
主處理單元400上運(yùn)行的某些軟件被改編為直接地址操作模式，其中，適用專用總線來發(fā)送地址。因此，當(dāng)執(zhí)行這種類型的軟件時(shí)，主處理單元不能夠管理間接地址顯示器。系統(tǒng)10提供轉(zhuǎn)換機(jī)制，允許主處理單元400執(zhí)行直接地址軟件，同時(shí)管理間接地址顯示器。
間接尋址還不標(biāo)準(zhǔn)化。為了支持許多可能的間接尋址格式，IPU200具有“模板”，規(guī)定到顯示設(shè)備的地址協(xié)議。模板儲(chǔ)存在模板存儲(chǔ)器238中。IPU 200使用該模板來訪問顯示器330，而無需任何主處理單元400的進(jìn)一步介入。“模板”或映射可以在配置步驟期間下載，但不是必需這樣。
特別地，運(yùn)行在主處理單元400上的軟件可以請(qǐng)求訪問顯示器330，ADC 260獲取請(qǐng)求(通過接口261)并且執(zhí)行合適的訪問流程。
注意，上面的描述涉及垂直同步信號(hào)(諸如VSYNCr和VSYNCu)，但是同步信號(hào)還包括其他信號(hào)，諸如水平同步信號(hào)。
傳感器接口所支持的主像素格式是YUV(4:4:4或4:2:2)和RGB。注意，其他格式(諸如Bayer或JPEG格式，以及每像素分配不同比特?cái)?shù)的格式)都可以作為“一般數(shù)據(jù)”而接收，其將會(huì)不被修改地傳送到內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器420和430。IPU 200還支持任意像素封裝(arbitrarypixel packing)。任意像素封裝方案允許改變?yōu)槿齻€(gè)色彩分量中每一個(gè)所分配的比特?cái)?shù)以及它們?cè)谙袼乇硎局械南鄬?duì)位置。
來自傳感器的同步信號(hào)被嵌入到數(shù)據(jù)流中(例如遵守BT.656協(xié)議的方式)或者通過專用管腳進(jìn)行傳送。
IDMAC 280能夠支持各種像素格式。典型支持的格式是(i)YUV交織和非交織，4:4:4，4:2:2和4:2:0，8比特/采樣；以及(ii)RGB8，16，24，32比特/像素(有可能包括某些不用的比特)，對(duì)于每種色彩分量的完全可配置尺寸及位置，還支持用于透明度的額外分量。
當(dāng)從(向)存儲(chǔ)器420讀(寫)二維塊時(shí)，由IPU 200進(jìn)行濾波和旋轉(zhuǎn)。其他任務(wù)可以逐行完成，因此可以在來自傳感器和/或去向顯示器的途中完成。
在許多設(shè)備中，大多數(shù)部件在延長的時(shí)間段內(nèi)是空閑的，同時(shí)屏幕卻不得不周期性刷新。IPU 200可以有效且低能量消耗地進(jìn)行屏幕刷新。IPU 200還可以提供信息給智能顯示器，而基本上無需要求主處理單元400參與。當(dāng)更新幀緩沖器時(shí)可能需要參與。
IPU 200進(jìn)一步能夠促進(jìn)變化/移動(dòng)圖像的自動(dòng)顯示。在各種情況中，例如，當(dāng)系統(tǒng)10空閑時(shí)，變化圖像序列可以顯示在顯示器330上。IPU 200提供一種機(jī)制來以最小的主處理單元400牽連而進(jìn)行這項(xiàng)工作。主處理單元400在存儲(chǔ)器420和430中儲(chǔ)存所有要顯示的數(shù)據(jù)，IPU200自動(dòng)進(jìn)行周期顯示更新。對(duì)于動(dòng)畫，將有差別幀序列，對(duì)于運(yùn)行消息，將有單獨(dú)大幀，從中，IPU 200將讀取“運(yùn)行”窗。在該顯示更新期間，主處理單元400可以操作于低能量消耗模式。當(dāng)IPU 200達(dá)到最后編程幀時(shí)，它可以進(jìn)行下列操作之一返回第一幀，在此情況下，主處理單元400可以斷電；或者中斷主處理單元400以生成下一幀。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，這里所描述的內(nèi)容的變化、修改或其他實(shí)現(xiàn)都將可能發(fā)生，而不會(huì)背離本發(fā)明所要求的精神和范圍。因此，本發(fā)明并不通過前面的說明性描述來限定，而是由所附權(quán)利要求的精神和范圍來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示圖像幀序列的方法，所述方法包括以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列，所述圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)；以及以刷新速率(Rr)顯示所述圖像序列，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]；其中所述圖像序列與驅(qū)動(dòng)自所述更新同步信號(hào)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，大致同時(shí)生成第N個(gè)更新同步信號(hào)和第N+1個(gè)刷新同步信號(hào)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述方法包括接收所述更新同步信號(hào)序列并生成所述刷新同步信號(hào)的步驟。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述的接收步驟包括將每一圖像幀寫到幀緩沖器，并且其中，所述的顯示步驟包括從所述幀緩沖器中提取所述圖像。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，所述的接收步驟包括將每一圖像幀發(fā)送到包括幀緩沖器的顯示器，并且所述的顯示步驟包括向所述顯示器提供所述刷新同步。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述的接收步驟包括接收所述更新同步信號(hào)序列。
7.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在顯示圖像幀之前，預(yù)處理每一圖像幀。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，所述的接收步驟包括從圖像傳感器接收所述圖像幀序列。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，所述的接收步驟包括從圖像緩沖器中提取所述圖像幀序列。
10.權(quán)利要求1的方法，其中，所述的接收步驟包括在圖像處理單元接收所述圖像幀序列。
11.一種用于顯示圖像幀序列的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一電路，適于以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列，所述圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)；以及第二電路，適于控制所述圖像序列以刷新速率(Rr)顯示，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]；其中，所述圖像序列與驅(qū)動(dòng)自所述更新同步信號(hào)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。
12.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，適于大致同時(shí)生成第N個(gè)更新同步信號(hào)和第N+1個(gè)刷新同步信號(hào)。
13.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，適于接收所述更新同步信號(hào)序列并生成所述刷新同步信號(hào)。
14.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)包括幀緩沖器，以促進(jìn)圖像幀的讀和寫。
15.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述第二電路適于將每一圖像幀發(fā)送到包括幀緩沖器的顯示器，并且適于向所述顯示器提供所述刷新同步。
16.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，適于接收所述更新同步信號(hào)序列。
17.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括圖像轉(zhuǎn)換器，其連接到所述第一電路，用于在顯示圖像幀之前，預(yù)處理每一圖像幀。
18.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述的第一電路適于從圖像傳感器接收所述圖像幀序列。
19.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述的第一電路適于從圖像緩沖器中提取所述圖像幀序列。
全文摘要
一種用于顯示圖像幀序列的系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括(i)第一電路，適于以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列，圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)；以及(ii)第二電路，適于控制圖像序列以刷新速率(Rr)顯示，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]；其中，圖像序列與驅(qū)動(dòng)自更新同步信號(hào)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。方法包括(i)以更新速率(Ur)接收?qǐng)D像幀序列，圖像幀序列與更新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)；以及(ii)以刷新速率(Rr)顯示圖像序列，其中Rr＝Ur*[(N+1)/N]；并且其中，圖像序列與驅(qū)動(dòng)自更新同步信號(hào)的刷新同步信號(hào)序列相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H04N7/01GK1981519SQ200580022869
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者大衛(wèi)·揚(yáng), 奧斯卡爾·派爾克 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司