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CN110809889B - 处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法和显示设备 - Google Patents

处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法和显示设备 Download PDF

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CN110809889B CN201880000516.2A CN201880000516A CN110809889B CN 110809889 B CN110809889 B CN 110809889B CN 201880000516 A CN201880000516 A CN 201880000516A CN 110809889 B CN110809889 B CN 110809889B
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Abstract

提供了一种处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法。所述方法包括：接收第一分辨率图像的第一数据集合并接收中心坐标。所述方法还包括确定以所述中心坐标为中心的、包括区域和边界的高清晰度区。此外，所述方法包括：基于所述中心坐标和所述高清晰度区的所述区域渲染第一数据集合以获得第一数据子集合。此外，所述方法包括渲染压缩自第一数据集合的数据集合以获得边界以外的第二数据子集合。此外，所述方法包括：将第二图像数据集合传输至显示面板，所述第二图像数据集合组合了用于显示第一分辨率图像的第一数据子集合和用于显示第二分辨率图像的第二数据子集合。

Description

处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法和显示设备
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地，涉及一种处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法和显示设备。
背景技术
随着虚拟现实(VR)成像技术的发展，对具有用于显示数字图像的超高显示分辨率和超快扫描速率的显示设备的需求逐渐增加。由于在数据产生器和显示器之间的接口处传输庞大图像数据时带宽不足，有时无法容易地实现基于大量图像数据显示具有高分辨率的图像，这是因为该大量图像数据可能无法有效地从图像处理单元(GPU)传输至显示面板来满足利用超快扫描速率显示图像帧的需求，从而在所显示的图像中导致撕裂效果。
发明内容
在一方面，本公开提供了一种处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法。所述方法包括：接收第一分辨率图像的第一图像数据集合。所述方法还包括：接收与观看者在显示面板上的注视点相对应的中心坐标。此外，所述方法包括：确定以所述中心坐标为中心的高清晰度区。所述高清晰度区包括由相对于中心坐标的顶点坐标限定的区域和边界。此外，所述方法包括：基于所述中心坐标和所述高清晰度区的所述区域至少部分地渲染第一图像数据集合以获得第一分辨率图像的第一数据子集合。所述方法还包括：基于所述高清晰度区的所述边界渲染来自第一图像数据集合的压缩数据集合以获得第二分辨率图像的第二数据子集合。第二分辨率是第一分辨率的分数(fraction)。此外，所述方法包括：传输第二图像数据集合，所述第二图像数据集合组合了用于在显示面板上显示第一分辨率图像的第一数据子集合和显示第二分辨率图像的第二数据子集合。
可选地，第一图像数据集合包括原始图像数据，所述原始图像数据被发送至图像处理单元(GPU)以用于在显示面板上显示第一分辨率的N×M像素的图像，其中N和M是整数。
可选地，第一数据子集合包括L×L像素数据，其中L是作为N的第一分数的整数，第一分数在约1/4至约1/3的范围内。
可选地，第二数据子集合包括L×K像素数据。K是作为M的第二分数的整数，并且第二分数在约1/4至约1/3的范围内。
可选地，所述方法还包括：在传输第二图像数据集合之前，将所述顶点坐标从GPU发送至与显示面板相关联的集成电路(IC)，以使所述IC确定显示面板中具有L×L像素的第一区的位置和边界和显示面板中所述边界以外的第二区，在所述第一区中利用第一数据子集合显示第一分辨率图像，在所述第二区中利用第二数据子集合显示第二分辨率图像。
可选地，所述传输第二图像数据集合的步骤包括：将第二数据子集合从GPU分别写入所述IC中的随机存取存储器(RAM)中的地址集合；随着所述RAM刷新地址集合中的每个地址，通过所述IC从所述RAM顺序地读取第二数据子集合以传输至显示面板；将第一数据子集合从GPU顺序地发送至IC；以及将第一数据子集合融合至显示面板中的第一区。
可选地，所述RAM的所述地址集合被划分为第一地址组和第二地址组，所述第一地址组用于存储第二数据子集合中的第一部分，所述第一部分与显示面板中的第二区中的不与第一区共享任何行像素的部分对应，所述第二地址组用于存储第二数据子集合中的第二部分，所述第二部分与显示面板中的第二区中的与第一区部分地共享L行像素的其它部分对应。
可选地，如果作为显示面板中的第一区中的第一行的第一行像素被首先扫描，则从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：从第二地址组将第二分辨率的第二数据子集合的第二部分的每一行顺序地读取至线缓冲器以将其传输至显示面板，其中在包括第一区的显示面板的相应行中每个像素的数据被扩展至若干个像素，其中所述若干个像素的数量等于N/L。从所述RAM读取第二数据子集合的步骤还包括：重复所述读取每一行的步骤X次以将每一行的数据传输至显示面板中的X个顺序行，其中X等于M/K，且X为整数。此外，从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：从第一地址组将第二数据子集合的第一部分的每一行顺序地读取至所述线缓冲器以将每一行的数据同时传输至显示面板中的第二区中的不与第一区共享公共行的若干行像素。所述若干行的数量等于M/K。
可选地，将第一数据子集合融合的步骤包括将在显示面板中第一区中的相应行中扩展的第二数据子集合的一行的一部分替换为一行L×L像素数据，以显示第一分辨率图像。
可选地，如果显示面板中的第二区中的一行或多行像素在第一区中的第一行像素被扫描之前被首先扫描，则从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：从第一地址组中的一个或多个地址将第二数据子集合中的第一部分的所述一行或多行中的每一行顺序地读取至线缓冲器以将其传输至显示面板的第二区中的相应一行或多行，其中，在显示面板的每个相应行中每个像素的数据被扩展至若干个像素。所述若干个像素的数量等于N/L。此外，从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：在读取第二数据子集合的第一部分的所述一行或多行中的每一行之后，刷新第一地址组中的所述一个或多个地址中的每一个。此外，从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：将第一数据子集合的一行写入第一地址组的所述一个或多个地址中的每一个。
可选地，从所述RAM读取第二数据子集合的步骤还包括：从第二地址组将第二数据子集合的第二部分的每一行顺序地读取至所述线缓冲器以将其传输至显示面板，其中从共享了第一区的第一行像素的相应行开始，在显示面板中每个像素的数据被扩展至若干个像素。所述若干个像素的数量等于N/L。此外，从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：通过取回第一地址组中的所述一个或多个地址中刚刚刷新的一个地址中刚刚写入的第一数据子集合的一行，来替换显示面板中的相应行中的第二分辨率的第二数据子集合的一部分。此外，从所述RAM读取第二数据子集合的步骤包括：重复所述读取每一行的步骤X次以传输显示面板中的X个顺序行中的每一行的数据。X等于M/K，且X为整数。
可选地，如果在第一区中的最后一行像素被扫描之后显示面板中第二区中存在至少一行像素，则从所述RAM读取第二数据子集合的步骤还包括：从第一地址组中的至少一个地址将第二数据子集合中的第一部分的所述至少一行中的每一行顺序地读取至线缓冲器以将其传输至显示面板的第二区中的至少一行的相应一行，其中，在显示面板的每个相应行中每个像素的数据被扩展至若干个像素。所述若干个像素的数量等于N/L。
可选地，第一地址组中的所述一个或多个地址的数量包括选自1至第一地址组中的地址数量的一个。
另一方面，本公开提供了一种显示设备，其包括显示面板和图形处理单元(GPU)，所述GPU构造为：接收第一图像数据集合；根据本文所述方法处理第一图像数据集合以产生具有减小的传输带宽的第二图像数据集合并经由集成电路(IC)将第二图像数据集合传输至显示面板以用于显示图像。
可选地，第一图像数据集合包括用于显示面板显示第一分辨率的N×M像素的图像帧的原始数据集合。N和M是整数。
可选地，所述GPU构造为接收中心坐标并确定以中心坐标为中心的高清晰度区，所述高清晰度区具有位于边界中的第一分辨率的L×L像素的区域，所述边界由与中心坐标相关的顶点坐标限定。L是作为N的分数的整数，并且该分数在约1/4至约1/3的范围内。
可选地，所述GPU构造为：基于中心坐标和高清晰度区的所述区域来至少部分地渲染第一图像数据集合以获得第一分辨率的L×L像素的第一数据子集合；利用压缩因子将第一图像数据集合压缩为压缩数据集合；以及，基于高清晰度区的所述边界来渲染压缩数据集合以获得第二分辨率的L×K像素的第二数据子集合。K是作为M的分数的整数，并且该分数在约1/4至约1/3的范围内。所述压缩因子实质上等于所述分数。
可选地，所述集成电路(IC)构造为：接收顶点坐标和包括第一数据子集合和第二数据子集合在内的第二图像数据集合，以确定显示面板的一部分中的第一区和第二区的位置，所述第一区被分配有第一数据子集合以显示第一分辨率图像，所述第二区位于显示面板的在第一数据子集合的边界以外的剩余部分中。
可选地，所述IC包括随机存取存储器(RAM)和线缓冲器。所述RAM包括第一地址组和第二地址组，所述第一地址组构造为存储第二数据子集合中的第一部分，所述第一部分与显示面板中的第二区中的与第一区共享公共行像素的部分对应，所述第二地址组构造为存储第二数据子集合中的剩余部分，所述剩余部分与显示面板中的第二区中的不与第一区共享任何公共行像素的另一部分对应。
可选地，所述IC构造为：经由RAM将第二数据子集合传输至显示面板并且将L×K像素的第二数据子集合扩展至N×M像素；以及将第一数据子集合传输至第一区的L×L像素以替换其第二数据子集合的一部分，其中，所述IC被构造为驱动显示面板以利用第一数据子集合在第一区中显示第一分辨率图像，并且利用扩展的第二数据子集合在第二区中显示第二分辨率图像。
附图说明
以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。
图1是示出根据本公开的一些实施例的处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法的示意图。
图2是示出根据本公开的一些实施例的处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法的流程图。
图3是示出根据本公开的实施例的传输具有减小的传输带宽的图像数据以在显示面板上显示图像的示例的示意图。
图4是示出根据本公开的实施例的传输具有减小的传输带宽的图像数据以在显示面板上显示图像的另一示例的示意图。
图5是示出根据本公开的实施例的传输具有减小的传输带宽的图像数据以在显示面板上显示图像的又一示例的示意图。
具体实施方式
现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者受限为所公开的确切形式。
在人眼的中央凹区域中，分布有高密度视锥且具有最佳视觉敏锐度。随着视锥密度从中央朝外向特定角度降低，辨识和感知能力也相应降低。因此，在屏幕显示过程中，人眼仅对中央凹视场敏感，在该中央凹视场中需要具有高分辨率的小的高清晰度(HD)区，而在该视场以外的周边区域，可以以模糊方式进行渲染而不会影响相对人类观看者的真实视觉效果。随着观看者眼球的转动，凝视或注视点在显示屏幕或显示面板上大大地改变，从而改变了以所述凝视或注视点为中心的上述高清晰度HD渲染区域。实际测试表明，当中央高清晰度区相对整个屏幕显示器成30°时，可以将中央高清晰度区以外的外围分辨率降低至原始高清晰度分辨率的约1/4(下文称作低清晰度数据)，而不会影响良好的显示效果。在这种情况下，人眼难以区分跨中央高清晰度区的边界的高清晰度显示和低清晰度显示之间的显示效果。
一种常规方案使用前端数据压缩，随后在显示器的驱动集成电路(IC)内解压缩之后输出数据，用于在显示器上显示图像。另一常规方案首先将低分辨率图像数据传输至前端的IC，在IC执行扩展(scale-up)操作之后，扩展的图像数据的输出被用于在显示器上显示图像。上述两种选项对所显示图像的质量存在一些负面影响。
因此，本公开特别提供了一种处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法和显示设备，所述显示设备具有构造为执行图像数据处理和数据传输的图像处理单元(GPU)和集成电路(IC)，其实质上避免了由于相关技术的局限和缺点所导致的问题中的一个或多个。
在一方面，本公开提供了一种根据本公开的一些实施例的处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法，用于处理图像数据带宽以及将处理后的具有减小的数据的图像数据传输至显示面板。图1示出了根据本公开的一些实施例的处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法的示意图。参照图1，第一图像数据集合O被提供给显示面板PANEL以向观看者显示具有第一分辨率的图像帧。可选地，显示面板PANEL设计为基于特定面板区域中的N×M像素显示具有第一分辨率的图像。这里，N和M是取决于面板尺寸的整数。可选地，显示面板PANEL所显示的具有第一分辨率的图像是高分辨率图像，比如经由3.5英寸尺寸的4320×4800像素而显示的高清晰度图像。可选地，显示面板PANEL可以为随着显示技术的持续发展而具有更高分辨率的显示面板。
因此，第一图像数据集合O可以表示为分配给第一分辨率的N×M(N行和M列)像素的数据。常规上，第一图像数据集合O通过与显示面板相关联的集成电路(IC)直接传输至驱动器，以将每个数字数据转换为电压数据或电流信号，从而产生从N×M像素中的每个像素发出的光信号，以显示第一分辨率的图像帧。这要求IC在智能观看(smart view)操作期间处理每帧总共N×M数据并扫描全部N行的每行M个像素。当扫描速率也设置得高(比如240Hz或更高)时，处理这些图像数据的驱动器芯片的数据带宽变得增高，使得成本高得多。期望驱动器芯片处理大量图像数据而不增高带宽的替代方式，本文呈现了这种替代方式。
在一些实施例中，参照图1，包括N×M像素数据的第一图像数据集合O首先被发送至图像处理单元(GPU)。可选地，所述GPU包括存储器装置，其用于存储N×M像素数据，该N×M像素数据设计用于在具有第一分辨率的N×M像素的显示面板上显示图像帧。所述GPU构造为接收与观看者在显示面板上的凝视或注视点的中心坐标有关的信息。通常，观看者的凝视或注视点表示具有高密度视锥的人眼中央凹区域投射在屏幕或显示面板上的中央凹视场的中心点。随着视锥密度从中央朝外向特定角度降低，辨识和感知能力也相应降低。因此，所投射的视场是人眼对图像分辨率敏感的区域。在该区域以外，可以以模糊方式渲染图像数据而不会影响相对人类观看者的真实视觉效果。也就是说，以注视点为中心的所投射的视场对应于高清晰度区，其中可以区分高图像分辨率和低图像分辨率，而高清晰度区以外的其他区可以为低清晰度区。可选地，利用传感器执行收集注视点的中心坐标的信息，所述传感器能够动态检测显示面板前方的任意位置处的任何观看者的变化。
在一些实施例中，所述GPU构造为确定与观看者在显示面板上的注视点相对应的以中心坐标为中心的高清晰度区。高清晰度区应当为显示面板中视场区域的一部分。取决于观看者到显示面板的距离以及显示面板的尺寸，视场区域可以为由人类观看角度的约1/3确定的显示面板的部分或整个区域。可选地，在本公开中为了便于描述，显示面板的视场区域由第一分辨率的N×M像素表示，并且高清晰度区由第一分辨率的L×K像素表示，其中L和K是整数，并且L是N的分数，K是M的分数。所述分数可以在约1/4至约1/3的范围内。可选地，高清晰度区是具有由顶点(通常为4个)坐标确定的固定区域和边界的理论区域，无论注视点在显示面板上动态地移动到哪里。注视点在显示面板上的变化可以改变显示面板中高清晰度区的物理像素的实际数量。例如，在显示面板中，当注视点落入边缘点时，与当注视点落入中央点相比，所述像素的数量可以更少。但是，这些变化不应当影响基于处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法的本文的权利要求。
参照图1，所述GPU构造为：至少部分地基于所述中心坐标和所述高清晰度区的所述区域渲染第一图像数据集合O以获得用于显示第一分辨率图像的第一数据子集合1。在一个示例中，该高清晰度区对应于整个显示图像的一部分中的视觉敏感区。该高清晰度区的大小和形状取决于特定光学观看系统以及显示面板中多个图像像素的布局。可选地，第一数据子集合1包括L×L像素数据，即，高清晰度区是正方形形状，其中L是作为N的分数的整数。可选地，由GPU在渲染处理中使用第一图像数据集合O中的与高清晰度区中的相同L×L像素对应的L×L原始数据。可选地，第一数据子集合1包括L×L’像素数据并且L≠L’，即，高清晰度区是长方形形状。可选地，还可以由GPU在渲染处理中使用第一图像数据集合O中的与靠近高清晰度区的边界的区对应的额外数量的数据。可选地，通过渲染处理获得的第一数据子集合1保持与第一图像数据集合O实质上相同的针对显示高分辨率图像的应用。
在一些实施例中，所述GPU还构造为执行数据压缩以使得第一图像数据集合O被压缩为压缩数据集合。在特定示例中，第一图像数据集合O包括N×M像素数据并且压缩数据集合包括L×K像素数据，使得每个压缩像素数据是利用压缩因子从第一图像数据集合O中的相应多个像素数据中获得的。这里，压缩因子可以设为等于L/N或K/M。可以改变数据压缩的具体方案，但这不改变本文权利要求的范围。此外，在一些实施例中，所述GPU还构造为至少部分地基于高清晰度区的边界来渲染压缩数据集合以获得被分配给L×K像素的第二数据子集合2。可选地，第二数据子集合2用于显示第二分辨率图像。可选的，第二分辨率是第一分辨率的分数。可选的，第二分辨率是第一分辨率的1/4。
参照图1，GPU构造为将第一数据子集合1与第二数据子集合2组合以获得第二图像数据集合C。可选地，第二图像数据集合包括L×(K+L)像素数据，其数量大大少于N×M像素数据的第一图像数据集合。在一个示例中，4320×4800像素的原始数据集合可以减小至1440×2640像素，数据量减少至1/5。当GPU将第二图像数据集合传输至显示面板以显示图像时，大大减小了传输带宽，从而增强了显示设备的操作性。在实施例中，第二图像数据集合C首先从GPU传输至集成电路(IC)，所述IC构造为驱动显示面板PANEL以显示图像。由于图像数据的减小的传输带宽，所述IC内部的驱动芯片可以容易地处理这些数据，而无需升级芯片传输速率。可选地，显示面板PANEL操作为基于智能观看逐行扫描方案显示每个图像帧。可选地，显示面板PANEL操作为通过允许多行数据同时被递送至显示面板(即，不通过逐行扫描方案)来显示图像。
参照图1，所述IC至少包括随机存取存储器(RAM)、用于扩展数据的第一控制机构和用于融合数据的第二控制机构。在一个实施例中，所述IC构造为处理从GPU发送的第二图像数据集合C。在任何数据处理操作之前，所述IC构造为接收与高清晰度区有关的中心坐标和顶点坐标，基于所述中心坐标和顶点坐标，所述IC可以确定投射至显示面板的第一区的位置和边界以及显示面板中的在边界以外的第二区。第一数据处理操作将第二图像数据集合C至少部分地保存至所述RAM。可选地，第二数据子集合2主要通过先进先出方案相对于所述RAM分别写入和读出。可选地，可以在读取之后每次一个地刷新所述RAM的地址以清除写入其中的数据并允许新数据被再次写入该地址。可选地，可以将第一数据子集合1一行一行地顺序写入刚刚被刷新的那个地址并稍后将其取回并传输。在另一实施例中，所述IC构造为针对至少一部分的进入的数据执行数据扩展处理。具体地，设计用于显示第二(或较低)分辨率图像的第二数据子集合可以被扩展为使像素数量匹配显示面板中的物理像素，使得这些数据的横向分辨率与提供给显示面板的分辨率相一致。在另一实施例中，所述IC构造为对至少部分的进入的数据执行数据融合处理。具体地，根据实施例，从所述GPU发送的第一数据子集合1可以通过将显示面板的第一区中的数据替换为第一数据子集合1而直接与显示面板的第一区中的扩展后的第二数据子集合的一部分进行融合，以显示第一分辨率图像。而在显示面板的第二区的剩余部分(其中已经加载了扩展后的第二数据子集合)中，可以以第二分辨率显示图像。
参照图1，在所述IC中的所有的数据写入/读出操作、扩展操作和融合操作之后，所述IC可以将处理后的数据传输至显示面板PANEL。有效地，显示面板PANEL的N×M像素将接收从L×K像素的第二数据子集合2扩展的数据。随后，在显示面板PANEL内的第一区B，其扩展后的第二数据子集合被L×L像素的第一数据子集合1替换。因此，显示面板PANEL使用第一数据子集合在第一区B中显示第一分辨率图像并且使用扩展后的第二数据子集合在包括部分A1、A2、C1和C2的第二区中显示第二分辨率图像。可选地，第一区B可以位于顶部边缘，其中第一区B的第一行也是被扫描的显示面板的第一行的一部分。可选地，第一区B可以位于显示面板的中间部分附近，使得显示面板首先被扫描的一行或多行属于第二区的不与第一区B共享公共行的部分。可选地，第一区B可以位于底部边缘，其中第一区B的最后一行也是显示面板的最后一行的一部分。当然，“顶部”或“底部”仅仅是参照本公开所示附图用于描述方便的术语，其不应当限制本文权利要求的范围。
图2是示出根据本公开的一些实施例的处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法的流程图。参照图2和图1，所述处理图像数据的方法包括：接收用于显示高分辨率图像的第一图像数据集合。可选地，第一图像数据集合用于高清晰度显示面板显示第一分辨率的图像帧。可选地，第一分辨率对应于显示面板的每3.5英寸4320×4800像素的阵列。可选地，具有N×M像素的面板的第一分辨率以高于每3.5英寸4320×4800像素的任意数量的像素密度构造。
参照图2，所述方法还包括：接收与观看者注视点对应的中心坐标。原则上，通过与包含GPU和显示面板(图1)的显示设备或系统相关联的一个或多个传感器动态地检测所述观看者注视点。可选地，接收与观看者注视点有关的中心坐标的GPU还构造为基于预定视角定义若干个顶点坐标和由顶点坐标限定的边界内的区域。
再次参照图2，所述方法包括：如果所述预定视角选为约33°或总计100°的人类视角的1/3，则基于所述区域和由顶点坐标限定的边界确定高清晰度区。所述高清晰度区对应于相对人眼的图像分辨率敏感区。例如，对于具有4320×4800像素的3.5英寸面板，人眼可察觉的高清晰度区约为其1/3，即，1440×1440像素。
此外，处理图像数据的方法包括：渲染高清晰度区的高分辨率图像的第一数据子集合。可选地，渲染处理在GPU中执行并且包括基于所述中心坐标和高清晰度区的所述区域对由GPU原始接收的第一图像数据集合O的至少一部分进行多个数据分析。渲染处理获取用于显示高清晰度区的第一分辨率图像的第一数据子集合1。第一分辨率有效地可比于原始图像，其与使用第一图像数据集合O在显示面板的相同尺寸区中显示的高分辨率实质上相同。
在实施例中，所述方法还包括：渲染用于所述边界以外的区的具有减小的分辨率的图像的第二数据子集合。可选地，渲染处理在GPU中执行并且包括基于所述高清晰度区的所述区域和所述边界对由GPU原始接收的第一图像数据集合O的至少一部分进行多个数据分析以确定第二数据子集合2。可选地，GPU构造为首先将第一图像数据集合压缩为压缩数据集合并进一步对所述压缩数据集合进行渲染以获得第二数据子集合2。可选地，第二数据子集合2用于产生在显示面板内的高分辨率区以外的区域中显示第二分辨率图像的图像数据。可选地，第二分辨率是第一分辨率的分数。例如，第二分辨率是第一分辨率的1/4。
此外，所述处理图像数据的方法包括：经由RAM将组合了第一数据子集合和第二数据子集合的第二图像数据集合传输至显示面板以显示图像帧。可选地，第一数据子集合1和第二数据子集合2首先从GPU传输至与显示面板相关联的集成电路(IC)。所述IC至少包括RAM，参照图1。所述RAM构造为保存第二数据子集合2并允许经由先进先出方案取回数据。所取回的数据可以被扩展以稍后在将扩展后的数据传输至显示面板用于显示减小分辨率图像之前匹配原始的第一图像数据集合的分辨率。此外，第一数据子集合1可以与对应于高清晰度区的显示面板的第一区融合，以替换其中的数据，从而在第一区中显示高分辨率图像。基本上，与原始的第一图像数据集合相比，第一数据子集合1和第二数据子集合2中的每一个包括大大减小的数据量。在一个示例中，第二图像数据集合仅为原始的第一图像数据集合的1/5。图像数据的减小的传输带宽允许显示面板的驱动集成电路容易地以高传输速率传输这些处理后的图像数据用于显示图像，而不会牺牲观看者的图像质量。
在一些实施例中，经由构造为先进先出数据写/读方案的RAM，通过所述IC执行将具有减小的传输带宽的第二图像数据集合传输至显示面板。图3是示出根据本公开的实施例的传输具有减小的传输带宽的图像数据以在显示面板上显示图像的示例的示意图。参照图3，在实施例中，针对L×K像素提供第二数据子集合2，其中L和K是整数，并且与针对N×M像素提供的原始的第一图像数据集合对应，L是N的分数，K是M的分数。在一个示例中，L×K像素包括1440×1200像素。在实施例中，所述RAM构造为基于其存储容量与数据容量的固定比例，保存特定量的数据。可选地，所述固定比例为1/30。这里，为了支持1440×1200像素数据，RAM存储容量被划分为40个地址：Addr 1至Addr 40，其中每个地址具有48个单位的容量。每个地址能够存储一行或多行(最多36行)的每行1200像素数据。
为了便于显示面板处的智能观看显示，RAM被划分为两个部分，所述显示面板具有构造为显示高分辨率图像的第一区B，所述第一区B与构造为显示低分辨率图像的第二区的一个或多个部分(C1、C2)共享公共行并且不与构造为显示低分辨率图像的第二区的一个或多个另外部分(A1、A2)共享任何公共行。第一部分10包括第一地址组Addr 1至Addr 28。第二部分20包括第二地址组Addr 29至Addr40。由于只要观看者注视点在显示面板上移动，与高清晰度区对应的第一区B就移动，因此，第一区B可以位于显示面板的一个边缘(顶部)(参见图3)，或者可以位于显示面板中间附近(参见下文的图4)，或者可以位于显示面板的另一边缘(底部)(参见下文的图5)。对于上述不同情况，IC所使用的、处理第二数据子集合2的相对于RAM的数据写入/读出方案略有不同。下面基于图3、图4和图5中分别示出的三个示例来进行详细描述。
参照图3，对应于高清晰度区的第一区B位于显示面板的顶部边缘。第二区的部分C1和C2中的每一行像素与第一区B部分地共享相应一行。在该示例中，第二数据子集合的一部分顺序地存储在RAM的第二部分20中，该部分具有第二地址组Addr 29-40。第二数据子集合2的剩余部分顺序地存储在RAM的第一部分10中，该部分具有第一地址组Addr 1-28。在如上所示将数据写入RAM之后，IC控制读取处理以逐行顺序取回数据并在将每行取回的数据传输至第二区的部分C1和C2和第一区B的相应一行之前刷新相应的地址。具体地，面板的第一行中的数据存储在Addr 29，首先从Addr 29读取第二数据子集合2的第一行并将其发送至线缓冲器。所述IC构造为执行水平扩展以将第二数据子集合的该一行扩张至显示面板的整行物理像素。每个数据被分布至同一行的若干个像素。例如，所述若干个像素的数量为3；即，总计1200个像素数据被扩张至显示面板的4800个像素。在扩展之后，从GPU发送第一数据子集合的第一行(即，第一行的1200个像素数据)并且将其与第一区B的第一行融合，以替换第一区B所加载的那些扩展后的第二数据子集合。现在，显示面板中的第一行像素在部分C1和C2中被分配有读取自Addr 29的扩展后的第二数据子集合，而在第一区B中被分配有第一数据子集合的第一行。
为了执行智能观看线扫描，将从RAM的第二部分20中的第二地址组重复地读取总计X次Addr 29来实现垂直扩展1200个像素数据中的每一个，其中X等于M/K＝4。也就是说，显示面板在部分C1和部分C2中的最初4行中的像素数据是相同的。但是对于第一区B中的该最初4行中的每一行而言，从GPU发送的第一数据子集合的新的一行被融合于其中。此后，将Addr 30中存储的数据读取至线缓冲器、通过因子3进行水平扩展(即，将1个像素扩张为3个像素)，并且将其分布至显示面板的第五行。再一次的，将进行4次从Addr 30读取数据(以用于垂直扩展)。每次，第一数据子集合中的相应一行将融入部分C1与部分C2之间的第一区B中的相应一行像素。继续这一系列操作，直到第二数据子集合的存储在Addr 40(第二地址组的最后一个地址)中的部分的最后一行被读取、扩展、并分布在显示面板中以在部分C1和部分C2中以第二分辨率(低)显示图像而在第一区B中以第一分辨率(高)显示图像。
接着，所述IC构造为读取存储在RAM的第一部分10(其具有第一地址组Addr 1至28)中的第二数据子集合的剩余部分的每一行，以将其取回、水平扩展、并分布至第二区的部分A中的相应一行。当启用智能观看显示控制时，显示面板的驱动器电路可打开4条栅线以将扩展后的第二数据子集合的4行加载至第二区的部分A中的4行像素，从而显示第二分辨率(低)图像。如果智能观看显示控制未被启用，那么从第一地址组中读取的第二数据子集合的每一行将被简单地复制4次以用于4个顺序行，从而实现垂直扩展。
图4是示出根据本公开的实施例的传输具有减小的传输带宽的图像数据以在显示面板上显示图像的另一示例的示意图。参照图4，IC确定第一区B位于显示面板的中间部分附近。在智能观看线扫描操作期间显示面板的被首先扫描的最初一行或多行像素属于第二区的与第一区B没有共享任何公共行的部分A1。再一次地，与第一区B共享公共行的部分C1和C2所对应的第二数据子集合的部分被保存在RAM的第二部分20(其具有第二地址组Addr29-40)中，并且第二数据子集合的剩余部分被顺序地保存在RAM的第一部分10(其具有第一地址组Addr 1-28)中。在将这些数据分别写入RAM之后，用于被首先扫描的最初一行或多行的数据被从第一地址组的相应一个或多个地址(例如，Addr 1-4)顺序地读取至线缓冲器。随后，针对每一个像素数据水平地扩展所取回的第二数据子集合。可选地，水平地扩展数据是将每个像素数据扩张至相同行的三个相邻像素。对于取回的第二数据子集合中的每一行，所述IC构造为驱动栅极驱动电路(gate-on-array circuit)同时打开M/K＝4条线，以渐进地实现智能观看显示。由于在部分A1中不存在第一区B(参见图4)，因此此时从GPU发送的第一数据子集合将被写入所述第一地址组中的所述一个或多个地址中的在取回其第二数据子集合的第一行之后刚刚被刷新的每个地址。例如，首先从Addr 1读取第二数据子集合的一行，然后Addr 1被刷新。将第一数据子集合的第一行保存至刷新后的Addr 1，同时将第二数据子集合的第一行复制4次以允许所述IC将其同时递送至部分A1中的四个连续行。
当扫描完显示面板的部分A1中的全部一行或多行像素时，下一行像素是由第二区的部分C1、C2和第一区B所共享的一行像素。针对该行的相应数据保存在第二地址组的地址Addr 29中。在将其从Addr 29读取到线缓冲器之后，第二数据子集合的该一行再次被水平地扩展三次。随后，可以从Addr 1取回第一数据子集合的第一行并将其融入当前行以替换该行中的属于第一区B的相应像素中的数据。类似于以上针对图3的描述，从第一区的第一行至最后一行，经由第一地址组中的一个或多个地址逐行刷新第一数据子集合，并且被扩展和分配至第二区的部分C1和部分C2中的像素的第二数据子集合需要被从Addr 29至40顺序地每行读取4次，以实现垂直扩展。将这些扩展后的第二数据子集合与从第一地址组中的所述一个或多个地址取回的第一数据子集合进行融合(如上所述)，随后将其发送至显示面板，以在第一区B中显示高分辨率图像，而在第二区的部分C1和C2中显示低分辨率图像。
接着，如果在显示面板中第一区B的最后一行之后存在第二区的另一部分A2，则所述IC构造为执行与针对第二区的部分A1的操作相类似的操作，直到最后一行像素被分配了一行扩展后的第二像素子集合。
图5是示出根据本公开的实施例的传输具有减小的传输带宽的图像数据以在显示面板上显示图像的又一示例的示意图。在一些实施例中，图5是图4的特殊情况。在图5中，第一区B位于显示面板的底部边缘。在第一区B的最后一行(包括第二区的部分C1和部分C2的最后一行)之后不存在具有任何行像素的部分A2。图4的部分A1变为图5的部分A。因此，由IC执行的用于主要操作为经由RAM处理包括第一数据子集合和第二数据子集合的进入的第二图像数据集合。第一数据子集合用于被分配至显示面板中的第一区中的像素，以显示第一分辨率(高)图像。第二数据子集合被分为两部分，第一部分对应于显示面板的第二区的不与第一区共享任何公共行的部分，第二部分对应于第二区的与第一区共享公共行的剩余部分。第二数据子集合的第一部分被保存在RAM的第一部分(其具有第一地址组)并且第二数据子集合的第二部分被保存在RAM的第二部分(其具有第二地址组)。最后，所述IC能够将扩展后的第二数据子集合递送至第二区并且将第一数据子集合递送至第一区，以显示包括第一区的高分辨率和第二区的低分辨率的图像帧，仍然向观看者提供实质上相同的视觉效果。
在另一方面，本公开提供了一种显示设备，包括显示面板和图形处理单元(GPU)，所述GPU构造为接收第一图像数据集合并根据本文所述的方法处理第一图像数据集合。所述GPU构造为产生具有减小的传输带宽的第二图像数据集合并经由集成电路(IC)将第二图像数据集合传输至显示面板以用于显示图像。
参照图1，所述GPU所接收的第一图像数据集合包括用于显示面板显示第一分辨率的N×M像素的图像帧的原始数据集合。N和M是整数。所述GPU构造为接收中心坐标并确定以中心坐标为中心的高清晰度区，所述高清晰度区具有位于边界中的第一分辨率的L×L像素的区域，所述边界由与中心坐标相关的顶点坐标限定。L是作为N的分数的整数，并且该分数在约1/4至约1/3的范围内。
参照图1，所述GPU构造为：基于所述中心坐标和所述高清晰度区的所述区域至少部分地渲染第一图像数据集合以获得第一分辨率的L×L像素的第一数据子集合。所述GPU还构造为利用压缩因子来将第一图像数据集合压缩为压缩数据集合。所述GPU还构造为基于高清晰度区的边界来渲染压缩数据集合以获得第二分辨率的L×K像素的第二数据子集合。K是作为M的分数的整数，并且该分数在约1/4至约1/3的范围内，并且压缩因子实质上等于所述分数。
此外，在所述显示设备中，所述集成电路(IC)构造为：从GPU接收顶点坐标和包括第一数据子集合和第二数据子集合在内的第二图像数据集合，以确定显示面板的一部分中的第一区和第二区的位置，所述第一区被分配有第一数据子集合以显示第一分辨率图像，所述第二区位于第一数据子集合的边界以外的显示面板的剩余部分中。
此外，所述IC包括随机存取存储器(RAM)和线缓冲器。所述RAM包括第一地址组和第二地址组，所述第一地址组构造为存储第二数据子集合中的第一部分，所述第一部分与显示面板中的第二区中的与第一区共享公共行像素的部分对应，所述第二地址组构造为存储第二数据子集合中的剩余部分，所述剩余部分与显示面板中的第二区中的不与第一区共享任何公共行像素的另一部分对应。
此外，所述IC构造为经由RAM将第二数据子集合传输至显示面板并且将L×K像素的第二数据子集合扩展为N×M像素。所述IC还构造为将第一数据子集合传输至第一区的L×L像素以替换其第二数据子集合的部分。所述IC构造为驱动显示面板以在第一区中利用第一数据子集合显示第一分辨率图像并且在第二区中利用扩展后的第二数据子集合显示第二分辨率图像。
出于示意和描述目的已示出对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明适用于特定用途或所构思的实施方式的各种实施例及各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中除非另有说明，否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外，本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的，无论该元件或组件是否明确地记载在随附权利要求中。

Claims (17)

1.一种处理具有减小的传输带宽的图像数据的方法，包括：
接收第一分辨率图像的第一图像数据集合；
接收与观看者在显示面板上的注视点相对应的中心坐标；
确定以所述中心坐标为中心的高清晰度区，所述高清晰度区包括由相对于所述中心坐标的顶点坐标限定的区域和边界；
基于所述中心坐标和所述高清晰度区的所述区域至少部分地渲染所述第一图像数据集合以获得第一分辨率图像的第一数据子集合；
基于所述高清晰度区的所述边界渲染来自所述第一图像数据集合的压缩数据集合以获得第二分辨率图像的第二数据子集合，其中第二分辨率是第一分辨率的分数；和
传输第二图像数据集合，所述第二图像数据集合组合了用于在所述显示面板上显示第一分辨率图像的所述第一数据子集合和显示第二分辨率图像的所述第二数据子集合；
还包括：在传输所述第二图像数据集合之前，将所述顶点坐标从所述图像处理单元发送至与所述显示面板相关联的集成电路，以使所述集成电路确定所述显示面板中具有L×L像素的第一区的位置和边界和所述显示面板中所述第一区的边界以外的第二区，在所述第一区中利用所述第一数据子集合显示第一分辨率图像，在所述第二区中利用所述第二数据子集合显示第二分辨率图像；
所述传输第二图像数据集合包括：
将所述第二数据子集合从所述图像处理单元分别写入所述集成电路中的随机存取存储器中的地址集合；
随着所述随机存取存储器刷新所述地址集合中的每个地址，通过所述集成电路从所述随机存取存储器顺序地读取所述第二数据子集合以传输至所述显示面板；
将所述第一数据子集合从所述图像处理单元顺序地发送至所述集成电路；和
将所述第一数据子集合融合至所述显示面板中的所述第一区；
所述随机存取存储器的所述地址集合被划分为第一地址组和第二地址组，所述第一地址组用于存储所述第二数据子集合中的第一部分，所述第一部分与所述显示面板中的第二区中的不与所述第一区共享任何行像素的部分对应，所述第二地址组用于存储所述第二数据子集合中的第二部分，所述第二部分与所述显示面板中的第二区中的与所述第一区部分地共享L行像素的其它部分对应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一图像数据集合包括原始图像数据，所述原始图像数据被发送至图像处理单元以用于在显示面板上显示第一分辨率的N×M像素的图像，其中N和M是整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，第一数据子集合包括L×L像素数据，其中L是作为N的第一分数的整数，所述第一分数在1/4至1/3的范围内。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，第二数据子集合包括L×K像素数据，其中K是作为M的第二分数的整数，所述第二分数在1/4至1/3的范围内。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，如果作为所述显示面板的第一区的第一行的第一行像素被首先扫描，则从所述随机存取存储器读取第二数据子集合包括：
从所述第二地址组将第二分辨率的所述第二数据子集合的第二部分的每一行顺序地读取至线缓冲器以将其传输至所述显示面板，其中在包括第一区的所述显示面板的相应行中每个像素的数据被扩展至若干个像素，其中所述若干个像素的数量等于N/L；
重复读取每一行的步骤X次以将每一行的数据传输至所述显示面板中的X个顺序行，其中X等于M/K，且X为整数；和
从所述第一地址组将所述第二数据子集合的第一部分的每一行顺序地读取至所述线缓冲器以将每一行的数据同时传输至所述显示面板中的第二区中的不与所述第一区共享公共行的若干行像素，其中所述若干行的数量等于M/K。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述第一数据子集合融合包括将在所述显示面板中第一区中的相应行中扩展的第二数据子集合的一行的一部分替换为一行L×L像素数据，以显示第一分辨率图像。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述显示面板中的第二区中的一行或多行像素在所述第一区中的第一行像素被扫描之前被首先扫描，则从所述随机存取存储器读取所述第二数据子集合包括：
从所述第一地址组中的一个或多个地址将所述第二数据子集合中的第一部分的一行或多行中的每一行顺序地读取至线缓冲器以将其传输至所述显示面板的第二区中的相应一行或多行，其中，在所述显示面板的每个相应行中每个像素的数据被扩展至若干个像素，其中所述若干个像素的数量等于N/L；
在读取所述第二数据子集合的第一部分的所述一行或多行中的每一行之后，刷新所述第一地址组中的所述一个或多个地址中的每一个；和
将所述第一数据子集合中的一行写入所述第一地址组中的所述一个或多个地址中的每一个。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
从所述第二地址组将所述第二数据子集合的第二部分的每一行顺序地读取至所述线缓冲器以将其传输至所述显示面板，其中从共享了所述第一区的第一行像素的相应行开始，在所述显示面板中每个像素的数据被扩展至若干个像素，其中所述若干个像素的数量等于N/L；
通过取回所述第一地址组中的所述一个或多个地址中刚刚刷新的一个地址中刚刚写入的第一数据子集合的所述一行，来替换所述显示面板中的相应行中的第二分辨率的第二数据子集合的一部分；和
重复读取每一行的步骤X次以传输所述显示面板中的X个顺序行中的每一行的数据，其中X等于M/K,且X为整数。
9.根据权利要求8所述的方法，如果在所述第一区中的最后一行像素被扫描之后所述显示面板中的第二区中存在至少一行像素，则所述方法还包括：
从所述第一地址组中的至少一个地址将所述第二数据子集合中的第一部分的所述至少一行中的每一行顺序地读取至所述线缓冲器以将其传输至所述显示面板的第二区中的至少一行的相应一行，其中，在所述显示面板的每相应一行中每个像素的数据被扩展至若干个像素，其中所述若干个像素的数量等于N/L。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一地址组中的所述一个或多个地址的数量包括选自1至所述第一地址组中的地址数量的一个。
11.一种显示设备，其包括显示面板和图像处理单元，所述图像处理单元构造为：接收第一图像数据集合；根据权利要求1所述的方法处理所述第一图像数据集合以产生具有减小的传输带宽的第二图像数据集合，并经由集成电路将所述第二图像数据集合传输至所述显示面板以用于显示图像。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述第一图像数据集合包括用于所述显示面板显示第一分辨率的N×M像素的图像帧的原始数据集合，其中N和M是整数。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述图像处理单元构造为接收中心坐标并确定以所述中心坐标为中心的高清晰度区，所述高清晰度区具有位于边界中的第一分辨率的L×L像素的区域，所述边界由与所述中心坐标相关的顶点坐标限定，其中，L是作为N的分数的整数，并且该分数在1/4至1/3的范围内。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述图像处理单元构造为：基于所述中心坐标和所述高清晰度区的所述区域来至少部分地渲染所述第一图像数据集合以获得第一分辨率的L×L像素的第一数据子集合；利用压缩因子将所述第一图像数据集合压缩为压缩数据集合；以及，基于所述高清晰度区的所述边界来渲染所述压缩数据集合以获得第二分辨率的L×K像素的第二数据子集合，其中，K是作为M的分数的整数并且该分数在1/4至1/3的范围内，并且所述压缩因子实质上等于该分数。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述集成电路构造为：接收所述顶点坐标和包括所述第一数据子集合和所述第二数据子集合在内的第二图像数据集合，以确定所述显示面板的一部分中的第一区和第二区的位置，所述第一区被分配有所述第一数据子集合以显示第一分辨率图像，所述第二区位于所述显示面板的在所述第一数据子集合的边界以外的剩余部分中。
16.根据权利要求15所述的显示设备，其中，所述集成电路包括随机存取存储器和线缓冲器，其中，所述随机存取存储器包括第一地址组和第二地址组，所述第一地址组构造为存储所述第二数据子集合中的第一部分，所述第一部分与所述显示面板中的第二区中的与所述第一区共享公共行像素的部分对应，所述第二地址组构造为存储所述第二数据子集合中的剩余部分，所述剩余部分与所述显示面板中的第二区中的不与所述第一区共享任何公共行像素的另一部分对应。
17.根据权利要求16所述的显示设备，其中，所述集成电路构造为：经由所述随机存取存储器将所述第二数据子集合传输至所述显示面板并且将L×K像素的第二数据子集合扩展至N×M像素；以及将所述第一数据子集合传输至所述第一区的L×L像素以替换其第二数据子集合的一部分，其中，所述集成电路被构造为驱动所述显示面板以利用所述第一数据子集合在所述第一区中显示第一分辨率图像，并且利用扩展的第二数据子集合在所述第二区中显示第二分辨率图像。
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