CN103310723A

CN103310723A - 显示设备和控制该显示设备的面板自刷新操作的方法

Info

Publication number: CN103310723A
Application number: CN2013100721392A
Authority: CN
Inventors: 具圣祚; 金彰坤; 金镇成
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: CN103310723B; US20130235941A1; KR101307557B1; US9571780B2

Abstract

显示设备和控制该显示设备的面板自刷新操作的方法。一种显示设备包括：源单元；汇单元，其经由嵌入式显示端口接口与所述源单元连接，以在所述源单元与所述汇单元之间进行信号传输，并使能用于降低功耗的面板自刷新PSR模式；静止图像检测器，该静止图像检测器被包括在所述源单元中，并分析输入的图像以检测静止图像；压缩器，该压缩器被包括在所述源单元中，并利用预先存储的压缩算法来对所述静止图像的数据进行无损压缩；以及PSR控制器，该PSR控制器被包括在所述源单元中，将所述无损压缩的数据的尺寸与所述汇单元的帧缓冲器的尺寸进行比较，以便确定所述静止图像的数据是否能够在没有损失的情况下按照无损压缩格式存储在所述帧缓冲器中。

Description

显示设备和控制该显示设备的面板自刷新操作的方法

技术领域

本发明涉及包括面板自刷新功能的显示设备以及用于控制该显示设备的面板自刷新操作的方法。

背景技术

随着显示设备尺寸变大并且分辨率变高，出现了针对用于在视频源与显示设备之间传输信号的高性能接口的需要。为了应对该需要，Vx1正成为电视的替代品，并且在IT产品的情况下，DisplayPort（以下称为“DP”）正成为膝上型计算机的替代品。

DP（DisplayPort）接口是由视频电子标准联盟（VESA）管理的接口，并且是集成了LVDS（低压差分信令）、现有的内部接口标准以及DVI（数字视频接口）、外部连接标准的接口方案。DP接口是不仅可以数字地进行芯片之间的内部连接而且可以数字地进行产品之间的外部连接的技术。随着两种分开的接口被集成，可以通过加宽数据带宽来支持更高色深和分辨率。DP接口具有高达10.8Gbps的带宽（这是现有DVI的带宽（最大4.95Gbps））的两倍或更多），并可以通过支持使用微分组架构的多个流来经由一个连接器连接同时传输多达6个流的1080i（3个流的1080p）。

近来，VESA宣布了新版本的嵌入式DisplayPort（以下称为“eDP”）。eDP是针对包括笔记本PC、平板、上网本和一体式桌面PC的嵌入式显示应用设计的DP接口的配套标准。eDP1.3版包括新的面板自刷新（PSR）技术，开发该PSR技术以节省系统电力并在便携式PC系统中进一步扩展电池寿命。PSR技术使用安装在显示器中的存储器以在使功耗最小的同时原样显示原始图像，由此在便携式PC系统中增加电池使用时间。

图1是eDP1.3版中包括的PCR技术的概况。

参照图1，能够进行PSR操作的显示设备包括源单元（source unit）10和汇单元（sink unit）20。源单元10指示系统，并包括eDP发射器11。汇单元20指示面板部，并包括定时控制器23和显示单元24。定时控制器23包括eDP接收器21和远程帧缓冲器20（以下称为“RFB”）。源单元10和汇单元20经由eDP接口来彼此通信。

当输入在显示器中不具有变化的静止图像时，显示设备启用PSR模式，并且在视频而非静止图像的情况下停用PSR模式。当启用PSR模式时，静止图像数据从eDP发射器11发送到eDP接收器21，接着存储在RFB22中。接着，关闭源单元10的工作电力，并将存储在RFB22中的数据施加给显示单元24。直到利用新的静止图像数据更新RFB22为止，源单元10的工作电力保持在关闭状态，并且显示单元24继续显示存储在RFB22中的数据。即，当启用PSR模式时，即使在源单元10的工作电力处于关闭状态时，通过存储在RFB22中的数据，显示自动保持不变。这导致在用户没有识别的情况下降低功耗并增加电池使用时间。

此外，当停用PSR模式时，要从eDP发射器11发送到eDP接收器21的数据被施加到显示单元24，而无需存储在RFB22中，并且源单元10的工作电力继续保持在开启状态。当停用PSR模式时，不降低功耗。

为了执行PSR模式，RFB22需要安装在汇单元20中，如上所述。RFB22是应当针对PSR模式添加的组件，并因此导致制造成本上升。而且，PSR模式要求在用户没有识别的情况下（即，在显示保持不变的同时）开启/关闭系统电力。因而，原始图像数据应当在存储在RFB22中时不丢失。RFB22的尺寸应该足够大以避免原始图像的损失。然而，大尺寸RFB22的使用将导致制造成本上升，并使得难以将RFB22并入到汇单元20（即，定时控制器23）中。

各种无损数据压缩方法可以被考虑作为减小RFB22的尺寸并防止原始图像的损失的另选方案。而且，还没有能够在有限的硬件性能下对输入的全部图像进行无损压缩的方法。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种显示设备和用于控制该显示设备的面板自刷新操作的方法，该显示设备包括eDP接口，并且可以减小安装在汇单元上的帧缓冲器的尺寸并防止在执行用于节省功耗的面板自刷新模式时的原始图像损失。

为了实现上述方面，根据本发明的示例性实施方式，提供了一种显示设备，该显示设备包括：源单元；汇单元，该汇单元经由嵌入式显示端口（eDP）接口可操作地与所述源单元连接，以提供所述源单元与所述汇单元之间的信号传输并使能用于降低功耗的面板自刷新（PSR）模式；静止图像检测器，该静止图像检测器被包括在所述源单元中，并分析输入的图像以检测静止图像；压缩器，该压缩器被包括在所述源单元中，并利用预先存储的压缩算法来对静止图像的数据进行无损压缩；以及PSR控制器，该PSR控制器被包括在所述源单元中，将经无损压缩的数据的尺寸与所述汇单元的帧缓冲器的尺寸进行比较，以确定静止图像的数据是否能够在没有损失的情况下按照无损压缩格式存储在所述帧缓冲器中，并且仅当经无损压缩的数据的尺寸等于或小于所述帧缓冲器的尺寸时，启用所述面板自刷新模式并控制经无损压缩的图像到所述汇单元的传输。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于控制显示设备的面板自刷新操作的方法，该显示设备经由eDP接口提供源单元与汇单元之间的信号传输，并使能用于降低功耗的面板自刷新模式，该方法包括以下步骤：分析输入的图像；当作为分析的结果，所述输入的图像是静止图像时，由所述源单元利用预先存储的压缩算法对所述静止图像的数据进行无损压缩；将经无损压缩的数据的尺寸与所述汇单元的帧缓冲器的尺寸进行比较，以确定所述静止图像的数据是否能够在没有损失的情况下按照无损压缩格式存储；以及仅当经无损压缩的数据的尺寸等于或小于所述帧缓冲器的尺寸时，启用所述面板自刷新模式，并从所述源单元到所述汇单元传输经无损压缩的图像。

附图说明

附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1是eDP1.3版中包括的PCR技术的概况。

图2是示意性示出根据本发明的示例性实施方式的包括eDP接口的显示设备的视图。

图3是例示针对PSR操作的源单元和汇单元的详细构造的视图。

图4顺序地示出根据本发明的示例性实施方式的用于控制显示设备的PSR操作的方法。

具体实施方式

以下将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。在全部说明书中，相同的标号基本上指示相同的组件。关于以下本发明的描述，如果认为对与本发明相关的已知功能或结构的描述可能使本发明的主题不清楚，则将省略其详细描述。

参照图2，本发明的显示设备包括源单元100和汇单元200。

源单元100指示系统。汇单元200指示面板部，并包括定时控制器250和显示部260。源单元100与汇单元200经由eDP接口来彼此通信。

源单元100通过eDP发射器向包括在汇单元200中的定时控制器250发送视频数据。定时控制器250通过eDP接收器接收视频数据，并将视频数据施加到显示部260。而且，定时控制器250生成用于控制包括在显示部260中的驱动电路264和266的操作定时的定时控制信号。针对定时控制器250与数据驱动电路264之间的数据传输的接口可以是（但不限于）微型LVDS接口。

显示部260可以包括显示面板262、数据驱动电路264和扫描驱动电路266。

显示面板262设置有彼此交叉的数据线和扫描线（或选通线）。显示面板262包括按照矩阵形成的像素，这些像素由数据线和扫描线限定。薄膜晶体管（TFT）可以在显示面板262的数据线与扫描线的交叉处形成。显示面板262可以由诸如液晶显示器（LCD）、场发射显示器（FED）、等离子体显示面板（PDP）、包括无机或有机发光二极管的电致发光（EL）设备或电泳显示器（EPD）的平板显示器的显示面板实现。如果显示面板262由LCD的显示面板实现，则需要背光单元。背光单元可以由直下式背光单元或边缘式背光单元实现。

数据驱动电路264在定时控制器250的控制下锁存数字视频数据。数据驱动电路264将数字视频数据转换为要输出到数据线的数据电压。在定时控制器250的控制下，扫描驱动电路266将与数据电压同步的扫描脉冲顺序地提供给扫描线。

根据本发明的显示设备具有以下技术特征以防止原始图像的损失，同时减小针对PSR操作的远程帧缓冲器的尺寸。

（1）根据本发明的安装在汇单元200中的远程帧缓冲器具有比按照未压缩格式存储帧图像信息所需的尺寸小的尺寸，因而有助于减小尺寸。

（2）在本发明的实施方式中，利用特定的数据压缩算法来在源单元100中对输入的静止图像的数据进行无损压缩，并且仅当经压缩的数据的尺寸不超过远程帧缓冲器的尺寸时，执行PSR操作。为了执行PSR操作，在本发明的实施方式中，经压缩的图像被发送到汇单元200，并且此后存储在远程帧缓冲器中。

此外，当经压缩的数据的尺寸超过远程帧缓冲器的尺寸时，无损压缩是不可能的，并且预期数据损失，所以在本发明的实施方式中，未压缩的正常图像被发送到汇单元200。在发送正常图像的情况下，停用PSR模式。即，在本发明的实施方式中，执行无损压缩，并且当数据损失由于根据有限硬件中的图像的低压缩率而不可避免时，拒绝PSR操作。

（3）在本发明的实施方式中，由于源单元100对输入的图像数据的数据进行无损压缩并将经压缩的图像发送到汇单元200以进行PSR操作，所以当数据传输的量可以在PSR模式中降低时，另外地降低了功耗。

图3是例示针对PSR操作的源单元和汇单元的详细构造的视图。

源单元100可以包括静止图像检测器110、压缩器120、PSR控制器130和eDP发射器140。

静止图像检测器110可以按照各种方法检测静止图像。例如，静止图像检测器110按照帧为单元比较连续输入的图像数据。作为比较的结果，如果相邻帧之间的图像数据中的变化小于预定阈值，则静止图像检测器110可以将图像检测为静止图像。另一方面，作为比较的结果，如果相邻帧之间的图像数据中的变化大于阈值，则静止图像检测器110将图像检测为视频。

压缩器120利用存储的压缩算法对从静止图像检测器110输入的静止图像数据进行无损压缩。无损压缩是指完美地执行作为编码和解码处理的从压缩图像恢复的图像与原始图像（预压缩图像）完全匹配的压缩方法。

有损压缩与无损压缩不同。有损压缩是通过从图像中消除冗余或较不重要的信息来增加压缩率的压缩方法。多数图像压缩技术是有损的。有损压缩方法使用固定的压缩比率并涉及按照固定的比率压缩全部数据。根据有损压缩方法，在数据恢复期间，由于压缩损失而在原始数据与恢复的数据之间出现差别。然而，在本发明的PSR模式中，必须在显示中没有由于数据损失而导致的变化（即，系统电力必须开启和关闭，同时显示继续保持不变），有损压缩方法不能应用于本发明。

可以在压缩器120中使用的无损压缩算法包括“行程编码”、“霍夫曼编码”、“算术编码”等。这些无损压缩算法更专注于完全数据恢复，而非数据压缩。对于无损压缩，压缩比率根据图像而变化，因此特定图像的压缩率可以显著降低。

PSR控制器130比较压缩数据的容量与远程帧缓冲器（RFB）220的容量，并根据比较结果开启或关闭PSR操作。为了减少比较计算，PSR控制器130可以使用地址尺寸作为压缩目标。为此，PSR控制器130生成地址以在RFB220中存储通过压缩算法压缩的数据。该地址指定经压缩的数据要存储在RFB220中的位置。PSR控制器130通过将当前生成的地址的尺寸与RFB220的预定最大地址尺寸进行比较，来确定经压缩的数据是否可以存储在RFB220中。当前生成的地址的尺寸指示经压缩的数据的尺寸，并且RFB220的最大地址尺寸间接指示RFB220的尺寸。通过在比较运算中使用地址尺寸，即使利用少量的运算，也能够容易地进行尺寸比较。

如果经压缩的数据的尺寸小于RFB220的尺寸，则PSR控制器130生成PSR标记比特作为第一逻辑，以便启用PSR模式。另一方面，如果经压缩的数据的尺寸超过RFB220的尺寸，则PSR控制器130生成PSR标记比特作为第二逻辑，以便停用PSR模式。

eDP发射器140根据PSR标记比特的逻辑来选择性地向汇单元200发送经压缩的图像或正常的图像（未压缩的图像）。eDP发射器140根据第一逻辑的PSR标记比特来通过eDP接口将针对PSR模式的经压缩的图像发送到汇单元200。在启用PSR模式的状态中，当经压缩的图像的传输终止时，源单元100的工作电力关闭。eDP发射器140根据第二逻辑的PSR标记比特来通过eDP接口向汇单元200发送针对非PSR模式的正常图像。在非PSR模式中，源单元100的工作电力不关闭。

在非PSR模式中，源单元100不重试PSR操作，直到输入使能PSR模式的新的静止图像时为止，因而防止了不必要的功耗。

汇单元200的定时控制器250可以包括eDP接收器210、RFB220、恢复单元230和TCON逻辑单元240。

eDP接收器210被构造为对应于eDP发射器140并通过eDP接口连接到eDP发射器140。eDP接收器210可以通过eDP接口接收从eDP发射器140输出的信号，并且，eDP接收器210可以通过eDP接口向eDP发射器140反馈与PSR模式相关的请求信号。

RFB220可以执行用于存储数据的存储器功能。RFB220的操作可以通过第一逻辑的PSR标记比特启用，并通过第二逻辑的PSR标记比特停止。PSR模式基本上用于降低功耗，并且RFB220是要针对PSR模式添加的元件。尽管较大尺寸的RFB220对于在PSR模式期间防止显示变化是有利的，但是这导致较高的制造成本。不可能为了略微降低功耗而不受限制地增加制造成本。因此，RFB220应当减小尺寸，使得它具有比将一个帧的未压缩的图像信息存储在一起所需的尺寸小的尺寸。RFB220的尺寸可以被限制为使得它是所需尺寸的1/k（k是大于1的实数）。例如，如果k是3，RFB220减小为所需尺寸的1/3。

如同RFB220，根据PSR标记比特的逻辑确定是否操作恢复单元230。恢复单元230的操作通过第一逻辑的PSR标记比特启用，并通过第二逻辑的PSR标记比特停止。当启用PSR模式时，恢复单元230被操作为恢复存储在RFB220中的经压缩的数据，以生成恢复的图像。恢复的图像与原始输入的图像相同。

TCON逻辑单元240将从恢复单元230输入的恢复的图像应用于显示部260。另一方面，当停用PSR模式时，TCON逻辑单元240可以将来自eDP接收器210的正常图像直接应用于显示部260。TCON逻辑单元240可以生成用于控制包括在显示部260中的驱动电路的控制信号。

参照图4，根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法可以包括用于减小RFB的尺寸并防止原始图像的损失的以下构造。

在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，源单元通过分析输入的视频数据来确定输入的图像是否是静止图像（S10和S20）。

在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，如果作为确定的结果，输入的图像是静止图像，则源单元利用预先存储的压缩算法来对静止图像数据进行无损压缩（S30）。

在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，比较经压缩的数据的尺寸与RFB的尺寸，以便确定无损压缩的静止图像数据是否能够没有损失地存储在RFB中（S40）。在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，为了简化比较运算，可以生成地址以在RFB中存储无损压缩的数据，并且源单元可以将地址尺寸与RFB的预定最大地址尺寸进行比较。

在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，如果无损压缩的数据的尺寸等于或小于远程帧缓冲器的尺寸，则确定无损压缩和存储是可能的，并且PSR模式被启用，源单元向汇单元发送经压缩的图像（S50，S60）。

当完成PSR模式下的压缩图像的传输时，关闭源单元的工作电力。在该状态中，汇单元恢复存储在RFB中的压缩数据并接着将它应用于显示部（S70）。一旦PSR模式被启用，即使当源单元100的工作电力处于关闭状态时，仅通过汇单元200的操作，显示自动保持不变（S80）。这导致在用户没有识别的情况下降低功耗并且增加电池使用时间。

在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，当作为步骤S20中的确定的结果，输入图像不是静止图像时，停用PSR模式。而且，在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，如果作为步骤S40中的比较的结果，通过压缩算法无损压缩的数据的尺寸超过RFB的尺寸，则确定无损压缩和存储是不可能的，并且停用PSR模式（S90）。

在根据本发明的用于控制显示设备的PSR操作的方法中，当启用PSR模式时，未压缩的正常图像从源单元发送到汇单元，并且汇单元向显示部按照原样输出正常图像（S100和S110）。因而，执行非PSR模式（S120）。

如上所述，在显示设备和用于控制该显示设备的面板自刷新操作的方法中，安装有远程帧缓冲器，该远程帧缓冲器具有比存储一个帧的未压缩图像信息所需的尺寸小的尺寸，并且确定输入的图像是否能够进行无损压缩并被存储在远程帧缓冲器中。在本发明中，通过压缩比率根据图像而变化的无损压缩方法来压缩输入的图像。此后，仅当经压缩的数据的尺寸不超过远程帧缓冲器的尺寸时执行PSR模式，并且如果经压缩的数据的尺寸超过远程帧缓冲器的尺寸，则停止PSR模式。即，即使当执行无损压缩时，如果由于针对有限硬件下的一些图像的低压缩率而导致数据损失不可避免，则拒绝PSR模式。因此，用于降低功耗的面板自刷新模式可以有助于减小安装在汇单元上的帧缓冲器的尺寸并防止原始图像的损失。

另外，源单元对输入的静止图像的数据进行无损压缩并针对PSR模式向汇单元发送经压缩的图像，可以在PSR模式中降低数据传输的量，因而另外降低功耗。

本申请要求2012年3月9日提交的韩国专利申请No.10-2012-0024451的权益，就各方面而言，通过引用将其并入本文，如同在此进行了完整阐述一样。

Claims

1.一种显示设备，该显示设备包括：

源单元；

汇单元，该汇单元经由嵌入式显示端口eDP接口与所述源单元可操作地连接，以提供所述源单元与所述汇单元之间的信号传输，并使能用于降低功耗的面板自刷新PSR模式；

静止图像检测器，该静止图像检测器被包括在所述源单元中，并分析输入的图像以检测静止图像；

压缩器，该压缩器被包括在所述源单元中，并利用预先存储的压缩算法来对所述静止图像的数据进行无损压缩；以及

PSR控制器，该PSR控制器被包括在所述源单元中，将所述无损压缩的数据的尺寸与所述汇单元的帧缓冲器的尺寸进行比较，以便确定所述静止图像的数据是否能够在没有损失的情况下按照无损压缩格式存储在所述帧缓冲器中，并且仅当所述无损压缩的数据的尺寸等于或小于所述帧缓冲器的尺寸时，启用所述面板自刷新模式，并控制所述无损压缩的图像到所述汇单元的传输。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中,当所述无损压缩的数据的尺寸超过所述帧缓冲器的尺寸时，所述PSR控制器停用所述面板自刷新模式，并控制作为所述输入的图像的同一正常图像到所述汇单元的传输。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中,所述帧缓冲器具有比在没有损失的情况下按照未压缩格式存储所述静止图像的一个帧所需的尺寸小的尺寸。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，在所述经压缩的图像被发送到所述汇单元之后，关闭所述源单元的工作电力，并且

所述汇单元将所述经压缩的图像的数据存储在所述帧缓冲器中，此后，在所述源单元的所述工作电力处于关闭状态的状态中，所述汇单元恢复存储在所述帧缓冲器中的所述经压缩的数据，并将所述恢复的数据应用于显示部，以进行图像显示。

5.根据权利要求2所述的显示设备，其中，当停用所述面板自刷新模式时，所述源单元不重试所述面板自刷新模式，直到输入使能所述面板自刷新模式的新的静止图像时为止。

6.一种用于控制显示设备的面板自刷新PSR操作的方法，该显示设备经由嵌入式显示端口eDP接口提供源单元与汇单元之间的信号传输，并使能用于降低功耗的面板自刷新模式，该方法包括以下步骤：

分析输入的图像；

当在对所述输入的图像进行分析时确定所述输入的图像是静止图像时，由所述源单元利用预先存储的压缩算法对所述静止图像的数据进行无损压缩；将所述无损压缩的数据的尺寸与所述汇单元的帧缓冲器的尺寸进行比较，以确定所述静止图像的数据是否能够在没有损失的情况下按照无损压缩格式存储；以及

仅当所述无损压缩的数据的尺寸等于或小于所述帧缓冲器的尺寸时，启用所述面板自刷新模式，并将所述无损压缩的图像从所述源单元发送到所述汇单元。

7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括以下步骤：

当所述无损压缩的数据的尺寸超过所述帧缓冲器的尺寸时，停用所述面板自刷新模式，并将作为所述输入的图像的同一正常图像发送到所述汇单元。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述帧缓冲器具有比在没有损失的情况下按照未压缩格式存储所述静止图像的一个帧所需的尺寸小的尺寸。

9.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括以下步骤：

在所述经压缩的图像被发送到所述汇单元之后，关闭所述源单元的工作电力；

在所述经压缩的图像的数据被存储在所述帧缓冲器中之后，在所述源单元的所述工作电力处于关闭状态的状态下，恢复存储在所述帧缓冲器中的所述经压缩的数据；以及

将所述恢复的图像应用于显示部，以进行图像显示。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，在将所述正常图像从所述源单元发送到所述汇单元期间，当停用所述面板自刷新模式时，不重试所述面板自刷新模式，直到输入使能所述面板自刷新模式的新的静止图像时为止。