CN103760966A - 一种实现图形缓冲的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现图片缓冲的方法，包括：启动异步线程下载图片，并将下载的图片保存到指定存储空间，所述指定存储空间为预先开辟的用于存储下载图片的存储空间；根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片；若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片，否则，指示所述终端下载该图片。本发明采用异步线程、本地缓冲优化等技术手段来增强缓冲速度，在数字电视或机顶盒上实现了优化的图片缓冲策略，可以完成大流量的图片缓冲和加载显示，从而使节目列表等菜单显示流畅甚至形成动画效果。

Description

一种实现图形缓冲的方法

本发明请求本申请人于2013年5月2日向中国国家知识产权局提交的申请号为201310158263.0，发明名称为“一种实现图形缓冲的方法”的中国发明专利申请的优先权，上述申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，更具体地，涉及一种实现图形缓冲的方法。

背景技术

随着数字电视技术的不断发展，数字电视已成为观看电视和娱乐的必备品。为了充分展示数字电视所提供电视节目或服务的多样性，往往需要显示包含图片的菜单界面，例如海报形式的节目列表。随着节目列表等菜单界面当中所包含的图片增多，使图片的加载出现停滞，并造成节目列表等界面显示速度慢的问题。

另外，传统的节目列表等界面当中，图片都是静态的，形式死板，用户从中获取的信息也不全。如果能将节目列表中的图片形成动画，则会突破传统节目列表等界面的显示效果，极大增强用户体验。但是，为了实现动画型的节目列表，需要加载的图片数据量就会更加增大。在现有的图像显示设备的OSD显示装置及方法中，在显示装置的存储器中存储OSD菜单显示所需要的图标、背景画面等，为了实现动态显示，要将画面逐张加载到OSD菜单进行显示。如上面所述，反复的菜单图片载入会进一步加剧现有技术当中图片加载停滞、显示缓慢的缺陷，而且更重要的是，现有技术中菜单界面都是在数字电视或机顶盒的内存中开辟一缓冲存储区，将菜单显示所需图片存入该缓冲存储区中，然后再逐一加载到菜单图层中进行处理和显示。显然，大量的图片存入会挤占内存空间资源，尤其是在菜单图片越来越多，动画应用越来越密集的情况下，极有可能会迅速耗尽内存，使菜单显示不可避免的越来越慢，还对数字电视其它服务的正常运行带来不利影响。

发明内容

为了增强用户体验，加快图片缓冲速度，本发明提出了一种实现图形缓冲的方法，采用了异步线程、本地缓冲优化等增强缓冲速度的技术手段。通过将本发明应用于数字电视或机顶盒，能够在TV上实现优化的图片缓冲策略，加快图片缓冲速度。

本发明所述实现图片缓冲的方法，包括以下步骤：

步骤1，启动异步线程下载图片，并将下载的图片保存到指定存储空间，所述指定存储空间为预先开辟的用于存储下载图片的存储空间；

步骤2，根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片；

步骤3，若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片，否则，指示所述终端下载该图片。

进一步，在步骤1中，所述异步线程在下载完成后发送标识消息，并且在步骤2中根据所述标识消息启动查找所述指示信息所指定的图片的操作。 

进一步，在步骤3中，当存储空间中保存的图片被显示时，更新该图片的最后使用时间。

所述指定存储空间为在本地存储设备上预先开辟的用于存储下载图片的存储空间。

非限制性地，所述指定存储空间为在内存中预先开辟的用于存储下载图片的存储空间，并且划分为常用缓存区和不常用缓存区。

非限制性地，所述指定存储空间为分别在内存和本地存储设备中预先开辟的用于存储下载图片的存储空间。

非限制性地，先从所述常用缓存区中查找所述图片标识对应的图片，如果不存在，则再从不常用缓存区查找所述图片标识对应的图片；如果被使用的图片位于不常用缓存区中，则在更新该图片的最后使用时间后将该图片置入所述常用缓存区。

在步骤2中，先从所述内存的指定存储空间中查找所述图片标识对应的图片，如果不存在，则再从本地存储设备的指定存储空间中查找所述图片标识对应的图片。

本发明还提供了一种实现图片缓冲的装置，其特征在于，包括：

存储模块，用于在启动异步线程下载图片后，将下载的图片保存到指定存储空间，所述指定存储空间为预先开辟的用于存储下载图片的存储空间；

主线程模块，根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片，以及，若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片；

子线程模块，若在所述指定存储空间没有查找到图片标识对应的图片时，根据所述主线程模块的调用，指示所述终端下载该图片。

所述子线程模块在下载完成后发送标识消息，主线程模块根据所述标识消息启动查找所述指示信息所指定的图片。

综上，本发明采用独立的异步线程进行菜单图片的下载，提高了动态菜单显示所需图片的下载速度；而且本发明采用本地存储空间缓冲优化的技术手段，避免了对菜单常用图片重复的下载或者加载过程；本发明在内存中设置常用和不常用缓存区，以及在本地存储设备上设置图片存储空间，从而设置了多个不同优先级别的存储空间，并且通过LRU算法等手段在中按最后使用时间对菜单图片在以上存储空间内进行分类存储，加快了图片查找速度，从而提高了菜单加载效率；通过设置过期时间，可以及时清除不再需要的菜单图片，能够保证存储空间的有效应用。因而，本发明在数字电视或机顶盒上实现了优化的菜单图片下载和缓冲策略，可以完成大流量的图片缓冲和加载显示，从而使节目列表等菜单显示流畅甚至形成动画效果，突破了传统的电视界面菜单静态、简单的形式，也克服了用户获取信息不全的瓶颈，极大增强用户体验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明第一优选实施例中通过异步线程获取图片的流程示意图；

图2是本发明第二优选实施例中在内存中实现图片保存的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。

目前的智能电视和智能机顶盒等终端设备主要基于Android操作系统实现各项功能并为使用者提供菜单界面，因此在具体实施方式中，以Android系统下的图片缓冲方法为例对本发明进行说明，但本领域技术人员可以理解本发明可以适于需要任何实现图片下载、缓冲和显示的终端应用。

第一优选实施例

本发明提供了一种实现图片缓冲的装置，包括：存储模块、主线程模块和子线程模块。其中，所述存储模块用于在启动异步线程下载图片后，将下载的图片保存到指定存储空间，所述指定存储空间为预先开辟的用于存储下载图片的存储空间。

主线程模块，根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片，以及，若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片。

子线程模块，若在所述指定存储空间没有查找到图片标识对应的图片时，根据所述主线程模块的调用，指示所述终端下载该图片。所述子线程模块在下载完成后发送标识消息，主线程模块根据所述标识消息启动查找所述指示信息所指定的图片。

在本实施例所提供一种实现图片缓冲的方法中，包括以下步骤：

步骤1: 首先，在终端的本地存储设备上预先开辟一部分存储空间，用于存储下载的图片的指定存储空间。这里的本地存储设备指的是终端为了实现数据存储所具有的非易失性存储介质，例如SD存储卡等。在Android操作系统中，操作系统自身进程及所运行的应用程序进程以及相关资源均被加载到内存中以供调用，但是如果将实现动态菜单显示所需要的全部图片都加载到内存中，这些图片会占用过多的内存资源，降低系统运行效率，甚至造成剩余内存空间过低而引起Android系统发出“low on space”(内存空间过低)报警。而本实施例通过在SD存储卡等本地存储设备中预先建立适当大小的固定文件夹作为指定存储空间，并把将要下载的图片保存于所述图片存储空间内，避免了这些图片对内存资源的过度占用。

终端的Android操作系统在启动之后，会自动执行UI主线程101，该UI主线程101负责生成和显示系统主菜单和各级子菜单界面，并基于菜单界面接收使用者的输入指令，实现人机交互功能。而在Android操作系统下所执行的任何子程序则会以独立于UI主线程的异步线程（即子线程）的形式在内存中运行。对于本发明所涉及的动态图形化的菜单界面生成来说，为了取得所需图片资源，需要访问网络进行下载，这是一个消耗时间的工作，如果将图片资源取得过程也交由UI主线程负责，会不可避免地减慢系统运行速度，造成菜单加载显示缓慢。因此，本发明如图1所示，所当需要下载新的图片资源时，UI主线程101就启动一个独立的异步线程102（即子线程）来执行下载操作，在启动之后，该下载图片的异步线程102与所述UI主线程在内存中并行运转，并且二者之间通过Android系统所提供的Handler消息（即标识消息）进行信息的传递。具体来说，UI主线程根据建立任何操作菜单界面的需要，启动该异步线程并传递关于图片资源的获取命令，所述异步线程102通过网络下载所需图片，并将下载的图片保存于上述指定存储空间当中；在下载完成后，异步线程102通过Handler消息103向UI主线程发送一标识消息，该标识消息表示异步线程102已完成下载操作，Android操作系统根据该Handler消息103来更新UI主线程101的状态，从而使UI主线程可以在接下来的步骤中启动获得所下载的图片资源的操作，以便继续进行本发明的界面显示过程。 

这里所提到的Handler消息机制是Android操作系统中各线程彼此通信的方式，各子线程通过Handler消息机制生成并向UI主线程发送消息，而UI主线程通过对Handler消息的接收和响应来实现界面更新和外部交互。但是在Android系统的设计中，如果UI主线程在一定时间（如5秒）内没有收到某个子线程的响应的话，就会抛出无响应异常，使终端产生报错。如果本发明中实现界面显示所需要远程获取的图片资源是较大的图片资源，5秒的反应时间是不充足的，这时本发明要使用Android中提供的AsyncTask机制代替Handler机制，来完成异步线程与UI主线程之间的通信。此时，Android系统将上述下载图片资源的异步线程102实现为一个AsyncTask线程的实例，AsyncTask实例通常具有Params和Result参数，在建立该实例的过程中通过Params参数，UI主线程101向作为AsyncTask实例的该异步线程102传递相关参数，例如取得图片资源的网络地址，然后异步线程独立运行直至资源下载完成，完成后由UI主线程执行对该异步线程的回调获得其Result参数，Result参数表示异步线程的最终执行结果；在本实施例的应用中，该Result参数作为上述标识消息，其表示异步下载已经完成；基于回调结果更新UI主线程101的状态，从而使UI主线程可以在接下来的步骤中启动获得所下载的图片资源的操作。

在以上两种情况下，如果出现图片下载失败的情况，则异步线程102会以Handler消息或者Result参数的方式向UI主线程返回表示下载失败的标识消息，在这种情况下如果所需要的图片资源是必须的，UI主线程101更新后会重新启动一个新的异步线程102，重新执行下载操作。

步骤2：在执行了上述图片资源的下载之后，UI主线程101根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述指定存储空间中查找所述指示信息包括的图片标识对应的图片。具体而言，由于在步骤1的下载过程结束后，在下载成功的情况下异步线程102会反馈给UI主线程101相应的标识消息。 UI主线程101在标识消息的作用下继续相应的界面生成步骤。在这一步骤中，UI主线程101执行为Android操作系统自身或者应用程序的其它子线程生成终端的交互菜单界面的过程。UI主线程101从这些子线程接收需要某一指定图片资源的指示信息，该指示信息中包含了该指定图片的图片标识，如图片名称。UI主线程101进而根据指示信息中的图片标识，在所述指定存储空间中进行查询，判断所有已下载图片的图片标识中是否存在与指示信息相匹配的项目。

步骤3：在上述步骤2中，如果在所述指定存储空间查找到与指示信息中的图片标识相匹配的对应图片，则UI主线程101调用该图片资源使之在所述终端显示界面上显示。相反，如果没有查找到与指示信息相对应的图片，则说明该图片尚未存在于终端本地，则UI主线程101重新异动步骤1中的异步线程102，从而指示终端下载该图片。

虽然本实施例中通过在终端的SD存储卡等本地存储设备上建立存储图片资源的指定存储空间，可以扩大对图片资源的存储容量，但随着图片资源的不断累积，也会出现空间不足的状况，因而需要对图片资源进行必要的更新。为了解决这一更新的问题，本发明为指定存储空间中的每幅图片设定一个相应的最后使用时间参数，该最后使用时间参数可保存为该图片的附加描述信息。本发明基于最后使用时间建立了相应的LRU算法。LRU算法是一种过期策略，在图片存储空间不足的情况下，确定各幅图片资源最后被使用的时间，将最后被使用时间距当前时间最远的一幅或若干幅图片删除，以确保其它需要被菜单界面加载和使用的图片得以存入所述图片存储空间。每当在上述步骤3对指定存储空间中保存的某幅图片进行使用时，更新该图片的最后使用时间。进而，在步骤1的下载过程中，当下载图片时异步线程102先判断所述指定存储空间是否充足，如果充足，则在所述指定存储空间上保存图片，如果空间不足，则异步线程102首先根据所述最后使用时间，删除最近没有使用过的一些图片，使剩余空间达到预定的阈值以上，然后再启动本次下载。可见，通过LRU算法，能够有效保证图片存储空间中的图片是菜单界面最近所经常使用的图片，并使所占用的存储空间保持在合理的限度之内。

可见，本实施例通过将一定的图片资源存储在本地存储空间之内，避免了在菜单生成过程中重复的图片网络下载，提高了菜单生成和加载速度。在图片的下载过程中建立异步线程，使图片下载的线程与UI主线程实现分离，保证了下载期间主线程的正常运行，提高了系统的整体效率。同时，通过LRU算法设立过期策略，清理一定时间内未被使用过的陈旧图片资源，从而保证足够的空闲图片存储空间。

第二优选实施例

本发明还提供了另一种实现图片缓冲的方法。本实施例与第一实施例均采用在Android系统中建立异步线程的方式实现图片资源的下载，但与第一实施例不同的是，本实施例将所下载的图片资源直接保存在Android系统的内存空间中，并且采用了与第一实施例不同的图片管理方式。

具体来说，本实施例包括以下步骤：

步骤1：在终端的内存中预先开辟用于存储下载图片的存储空间，并将所开辟的内存存储空间划分为常用缓存区和不常用缓存区。如图2所示，其中第一缓存区201为常用缓存区，第二缓存区202为不常用缓存区。本实施例基于第一缓存区201中执行图片资源下载和保存操作，而基于第二缓存区202执行内存回收的操作。

根据Android系统UI主线程的指令，启动异步线程下载图片，并将下载的图片保存到内存中的常用缓存区中。除了下载图片的存储空间位于内存之外，这一过程与图1所示的过程基本相同，因此不再重复介绍。在下载完成之后，所述异步线程向UI主线程发送标识消息，启动接下来的界面显示操作。

步骤2，与第一实施例相类似，UI主线程203根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从内存的指定存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片。为了实现更有效率的查找，可以先从所述常用缓存区中查找所述图片标识对应的图片，如果不存在，则再从不常用缓存区查找所述图片标识对应的图片。

步骤3，若在内在的所述指定存储空间（包括上述常用和不常用缓存区）查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片，否则，与第一实施例相似，由UI主线程启动新的异步线程并下载相应的图片资源。

下面详细介绍本实施例不同于上一实施例的内存管理方式：

对于每幅图片，与上一实施例相似地，设定一个相应的最后使用时间参数，该最后使用时间参数可保存为该图片的附加描述信息。在本实施例的内存管理机制中，在Android系统中创建一个独立的用于内存管理的异步线程204，通过该异步线程204实时地或者定期地扫描第一缓存区201和第二缓存区202中的各幅图片的最后使用时间。并且，预设第一时间阈值和第二时间阈值。当第一缓存区201中的某幅图片的最后使用时间超出第一时间阈值后，则表示其属于最近没有使用过的图片，将其从第一缓存区201移至第二缓存区202。所述第二时间阈值作为图片的过期时间，当不常用缓存区202中的图片的最后使用时间超过所述过期时间后，异步线程204(即子线程模块中的线程）将该图片从内存中清除，以回收内存空间。

相反，对于在上述步骤3中查找到并用于界面显示的图片资源，更新其相应的最后使用时间。如果该图片处于第一缓存区201中，则本更新将保证其继续保留在常用缓存区中；而对于位于第二缓存区202中的图片，通过本更新操作后，异步线程204则会实时地将该图片重新置入常用缓存区。

可见，通过本实施例，使系统使用频率较高的图片资源会随着LRU算法的执行逐步集中于常用缓存区，而不常用缓存区中逐步集中最近未被使用的图片资源。通过设置图片的过期时间，保证了及时清除不常用图片以回收内存，避免了占用过多的内存资源引起系统报错。而且显示过程中对图片的查找将主要集中在常用缓存区中进行。通过在内存中设置两个缓存区，并配合设置图片的过期时间和LRU等算法，保证了内存及时回收以及内存中图片被有效命中。

第三优选实施例

本实施例的特点在于将存储下载的图片资源的存储空间部分设置于内存中，而另一部分设置在SD存储卡等本地存储空间当中，并在二者之间运行LRU算法。本实施例既保证了使用频率最高的图片能够长时间驻留于内存中，提高了图片加载速度，又通过利用本地存储空间在相当大的程度上扩展了对图片资源的下载容量，并进一步节约了内存空间。

本实施例所实现图片缓冲的方法，包括以下步骤：

步骤1，首先，在终端的内存和本地存储设备上分别预先开辟一部分存储空间作为指定存储空间，用于存储下载的图片。

由UI主线程启动异步线程下载图片，并将下载的图片保存到指定存储空间。如果内存中的指定存储空间具有足够的存储空间，则将下载的图片优先保存在内存当中；否则，将其保存于本地存储设备上的存储空间当中。异步线程下载完成后，向UI主进程发送相应的标识消息。

步骤2，在执行了上述图片资源的下载之后，UI主线程根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述指定存储空间中查找所述指示信息包括的图片标识对应的图片。查找过程中先从所述内存的指定存储空间中查找所述图片标识对应的图片，如果不存在，则再从本地存储设备的指定存储空间中查找所述图片标识对应的图片。

步骤3，若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片，否则，UI主进程启动新的异步线程，以指示终端下载该图片。

在存储空间的管理过程中，与前两个实施例类似，在步骤3中，当所述指定存储空间中保存的图片被使用时，更新该图片的最后使用时间。并且根据图片的最后使用时间，将所述内存的指定存储空间中最近没有使用过的图片移至所述本地存储设备的指定存储空间中。并且进一步设置图片的过期时间，实时或定期清除本地存储设备的指定存储空间中最后使用时间超过所述过期时间的图片。同时，如果步骤3中所使用的图片位于本地存储设备的指定存储空间当中，则在更新了最后使用时间之后将其移动内存的指定存储空间中。

综上，本发明采用异步线程、本地缓冲优化等技术手段来增强缓冲速度，在智能电视或数字机顶盒上实现了优化的图片缓冲策略，可以完成大流量的图片缓冲和加载显示，从而使节目列表等菜单显示流畅甚至形成动画效果，突破了传统的电视界面菜单静态、简单的形式，克服了用户获取信息不全的瓶颈，极大增强用户体验。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种实现图片缓冲的方法，包括以下步骤：

步骤1，启动异步线程下载图片，并将下载的图片保存到指定存储空间，所述指定存储空间为预先开辟的用于存储下载图片的存储空间；

步骤2，根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片；

步骤3，若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片，否则，指示所述终端下载该图片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在步骤1中，所述异步线程在下载完成后发送标识消息，并且在步骤2中根据所述标识消息启动查找所述指示信息所指定的图片的操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3中，当存储空间中保存的图片被显示时，更新该图片的最后使用时间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述指定存储空间为在本地存储设备上预先开辟的用于存储下载图片的存储空间。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述指定存储空间为在内存中预先开辟的用于存储下载图片的存储空间，并且划分为常用缓存区和不常用缓存区。

6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述指定存储空间为分别在内存和本地存储设备中预先开辟的用于存储下载图片的存储空间。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，先从所述常用缓存区中查找所述图片标识对应的图片，如果不存在，则再从不常用缓存区查找所述图片标识对应的图片；如果被使用的图片位于不常用缓存区中，则在更新该图片的最后使用时间后将该图片置入所述常用缓存区。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤2中，

先从所述内存的指定存储空间中查找所述图片标识对应的图片，如果不存在，则再从本地存储设备的指定存储空间中查找所述图片标识对应的图片。

9.一种实现图片缓冲的装置，其特征在于，包括：

存储模块，用于在启动异步线程下载图片后，将下载的图片保存到指定存储空间，所述指定存储空间为预先开辟的用于存储下载图片的存储空间；

主线程模块，根据在终端显示界面展示指定图片的指示信息，从所述存储空间中查找与所述指示信息包括的图片标识对应的图片，以及，若在所述指定存储空间查找到图片标识对应的图片，在所述终端显示界面显示该图片；

子线程模块，若在所述指定存储空间没有查找到图片标识对应的图片时，根据所述主线程模块的调用，指示所述终端下载该图片。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述子线程模块在下载完成后发送标识消息，主线程模块根据所述标识消息启动查找所述指示信息所指定的图片。

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