CN107646131B - 用于要显示的图像数据的抖动 - Google Patents

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Abstract

本文描述了涉及图像抖动的技术。该技术包括接收要在显示设备处显示的图像和进入内容自适应背光控制模式。在内容自适应背光控制模式期间抖动图像。在面板自刷新模式期间禁用抖动。

Description

用于要显示的图像数据的抖动
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月4日提交的美国专利申请号14/532,607的提交日的权益，其通过引用并入本文。
背景技术
在计算机图形中，对象可以被渲染并被提供给显示设备。在一些情况下，图像处理可以用来降低显示器的功率消耗。例如，可以实现内容自适应背光控制(CABC)。CABC通常可以包括修改要显示的图像的像素，使得一些像素可以被增强而同时减少背光，使得可以保持感知的亮度。此外，可以通过面板自刷新(PSR)技术来实现功率消耗的降低。PSR技术包括当正在显示的图像是静态或者是鉴于预定阈值相对不变的时，减少从图形处理单元(GPU)提供到显示设备的帧的数量。在这种情况下，由于来自GPU的更新减少而产生功率降低，并且显示器可以依赖于存储在显示设备的存储器单元上的图像数据。在一些情况下，CABC可以包括量化，其中在图像被提供给显示设备之前图像的位深度被截短。在一些情况下，如果被提供给显示设备的图像包括精细颜色梯度，那么在CABC处理期间在显示设备处可以感知到边界滚动。边界滚动可以包括跨正在显示的图像移动的感知的波纹。
附图说明
图1是图示了被配置为提供图像的抖动(dithering)的计算设备的框图；
图2是图示了当抖动被启用时的时间线的图；
图3是图示了启用抖动的过程的过程流程图；
图4是图示了用于抖动要显示的图像的方法的框图；以及
图5是描绘被配置为实现图像抖动的计算机可读介质的示例的框图。
相同的数字贯穿本公开和附图用于引用相同的组件和特征。100系列中的数字是指最初发现于图1中的特征；200系列中的数字是指最初发现于图2中的特征；等等。
具体实施方式
本文公开的主题涉及用于图像抖动的技术。如上所讨论的，在内容自适应背光控制(CABC)模式中，一些像素可以被增强，而同时减少用于图像的背光。所得到的感知的亮度可能与如果未实现CABC模式相同或更好。作为背光减少的结果，CABC模式可以降低功率消耗。
一旦像素已经被增强到某个位深度，就可以基于显示设备的最大位深度能力来截短该位深度。例如，给定的像素可以被映射到具有10位的位深度的颜色。然而，图像要在其处显示的显示器可能仅具有6的位深度值的能力。因此，10的位值可以被截短成6的位深度。实现CABC模式可以对许多图像起作用，但是对于具有高颜色梯度的一些图像，截短可能会在所显示的图像上引起感知的边界滚动效应。
边界滚动可以包括跨正在显示的图像移动的感知的波纹。当部分地基于CABC模式的截短而以高颜色梯度显示图像内容时，观看者可以感知到波纹。在一些情况下，可以基于指示跨要显示的图像的颜色中的某个改变的阈值来确定高颜色梯度。
本文所述的技术包括在内容自适应背光控制(CABC)期间抖动要显示的图像。抖动是指被有意引入以减少感知的边界滚动效应的噪声。然而，在面板自刷新(PSR)模式期间，图像数据可以被压缩和存储在显示器的存储器中。因此，不是提供抖动的数据以在PSR模式期间潜在地被压缩和在未压缩时进一步失真，而是本文所述的技术包括在PSR模式期间禁用抖动。
本文所述的技术可以在计算设备中实现。例如，本文所述的技术可以在具有数字显示接口的移动计算设备中实现，其中CABC和PSR模式节省移动显示功率而同时减少任何边界滚动效应。
图1是图示了被配置为提供图像的抖动的计算设备的框图。计算设备100尤其可以是，例如，膝上型计算机、台式计算机、超级本、平板计算机、移动设备或服务器。计算设备100可以包括被配置为执行所存储的指令的中央处理单元102(CPU)以及包括非暂时性计算机可读介质的存储设备104，以及存储器设备106。
计算设备100还可以包括图形处理单元(GPU)108。如所示，CPU 102可以通过总线106耦合到GPU 108。在实施例中，GPU 108被嵌入在CPU 102中。GPU 108可以包括高速缓存，并且可以被配置为在计算设备100内执行任何数量的图形操作。例如，GPU 108可以被配置为渲染或操纵要在一个或多个显示设备110处显示给计算设备100的用户的图形图像、图形帧、视频等。GPU 108包括多个引擎112。
在一些情况下，引擎112可以被配置为执行如由抖动模块114的指令指示的抖动。在一些情况下，抖动模块114可被实现为至少部分地包括硬件逻辑的逻辑，诸如被配置为由GPU 108的引擎112执行的所存储的指令、被配置为由CPU102执行的所存储的指令、要由电子电路执行的电子逻辑、要由集成电路执行的电路等。抖动模块114可以被配置为独立地、并行地、分布式地或作为更广泛过程的一部分而操作。在一些情况下，抖动模块114可以被实现为在显示设备110中的一个或多个处的控制器115的操作，如由图1中的虚线框114所指示的。控制器115可以是定时控制器，并且可以是逻辑，其至少部分地包括硬件逻辑，诸如集成电路、电子电路逻辑等。
在一个示例中，引擎112可以被配置为接收要在显示设备(诸如，显示设备110中的一个)处显示的图像。CABC模式可以通过显示引擎112中的一个或多个进入，并且抖动模块114被配置为在CABC模式期间抖动图像，以及在PSR模式期间禁用抖动。在实施例中，CABC模式可以包括逐步采用(phase-in)时段，其中在逐步采用时段期间启用抖动。逐步采用时段可以包括像素修改和背光功率调整。在一些情况下，逐步采用时段可以与定时器相关联。在该场景下，抖动可以继续，直到定时器对于逐步采用时段到期为止。此外，在一些情况下，如果接收到新的图像数据，那么定时器被重置，并且在新的逐步采用时段期间抖动可以继续，如以下在图3中所讨论的。在任何情况下，在由PSR模块116执行的PSR模式期间可以禁用抖动。PSR模块116可以是在显示设备110处实现的所存储的指令。在一些情况下，PSR模块116可以是在GPU 108处由引擎112实现的所存储的指令。
存储器设备104可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器或任何其它合适的存储器系统。例如，存储器设备104可以包括动态随机存取存储器(DRAM)。
CPU 102可以通过总线118链接到显示接口120，显示接口120被配置为经由数字显示接口将计算设备100连接到显示设备110。显示设备116可以包括显示屏，所述显示屏是计算设备100的内置组件。显示设备110尤其还可以包括外部连接到计算设备100的计算机监视器、电视或投影仪。
在一些情况下，计算设备100可以是移动计算设备。在一些情况下，显示设备110可以是移动计算设备的移动显示设备。在这些场景下，本文所述的技术包括用于移动显示功率的功率节省技术。
CPU 102可以是适于执行所存储的指令的主处理器。CPU 102可以是单核处理器、多核处理器、计算群集或任何数量的其他配置。CPU 102可以被实现为复杂指令集计算机(CISC)或精简指令集计算机(RISC)处理器、x86指令集兼容处理器、多核或任何其他微处理器或中央处理单元(CPU)。
存储器设备106可以包括随机存取存储器(RAM)(例如，静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、零电容器RAM、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅SONOS、嵌入式DRAM、扩展数据输出RAM、双数据速率(DDR)RAM、电阻性随机存取存储器(RRAM)、参数随机存取存储器(PRAM)等)、只读存储器(ROM)(例如，掩模ROM、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等)、闪速存储器或任何其他合适的存储器系统。CPU 102可以通过系统总线118(例如，外围设备互连(PCI)、工业标准架构(ISA)、PCI-Express(快速PCI)、
Figure BPA0000241896070000041
NuBus等)连接到包括存储器106和存储设备104的组件。
图1的框图不意图指示计算设备100要包括图1中所示的所有组件。此外，计算设备100可以包括图1中未示出的任何数量的附加组件，这取决于具体实现方式的细节。
图2是图示了当抖动被启用时的时间线的图。如图2中所图示的，在202处，接收新的图像更新。图像更新可以包括可以或可以不基于CABC更改的图像数据。在一些情况下，图像数据可以是在CABC逐步采用期间的空闲图像数据，如204处所指示的。如图2中所图示的，在CABC模式期间可以启用抖动。在208处，可以进入PSR模式。
在PSR模式中，图像数据可以潜在地被压缩以供存储在显示设备(诸如，显示设备110中的一个或多个)处。在PSR模式期间，可以禁用抖动。一旦在208处已经退出PSR模式，可以再次启用抖动。
图3是图示了启用抖动的过程的过程流程图。在302处，渲染新的图像。CABC调整发生在304处，并且在306处启用抖动。CABC调整可以包括描绘(profile)与新图像相关联的直方图。直方图可以确定在使背光变暗的同时，是否应当增强内容，诸如针对任何给定内容的位深度。
在308处，做出关于逐步采用定时器是否已经到期的确定。如果逐步采用定时器已经到期，那么在310处禁用抖动。如果逐步采用定时器尚未到期，那么在310处做出关于是否已经接收到新的渲染图像的确定。如果尚未接收到新的渲染图像，那么该过程以在304处的CABC调整以在306处的启用抖动继续。如果已经接收到新的渲染图像，那么逐步采用定时器在314处被重置，并且该过程在304处再次开始。
图4是图示了用于抖动要显示的图像的方法的框图。在框402处，接收要显示的图像。在404处进入CABC模式。在CABC模式期间抖动图像，如在406处所指示的。然而，在PSR模式期间，禁用抖动，如在408处所指示的。
如上所讨论的，在一些情况下，该方法可以包括，在要显示的图像的颜色梯度高于预定阈值的情况下启用抖动。此外，抖动本身可以包括时间抖动、空间抖动或其任何组合。在又另外的情况下，可以在图形处理单元(诸如，GPU 108)处而不是在显示设备(诸如，显示设备110中的一个)的控制器处执行抖动。
图5是描绘被配置为实现图像抖动的计算机可读介质的示例的框图。计算机可读介质500可以由处理器502通过计算机总线504访问。在一些示例中，计算机可读介质500可以是非暂时性计算机可读介质。在一些示例中，计算机可读介质可以是存储介质，但不包括载波、信号等。此外，计算机可读介质500可以包括用于指示处理器502执行当前方法的步骤的计算机可执行指令。
本文所讨论的各种软件组件可以被存储在有形、非暂时性计算机可读介质500上，如图5中所指示的。例如，抖动应用506可以被配置为接收要在显示设备处显示的图像，并且进入内容自适应背光控制模式。抖动应用506还可以被配置为在内容自适应背光控制模式期间抖动图像，并且在面板自刷新模式期间禁用抖动。
示例可以包括主题，诸如方法、用于执行该方法的动作的装置、包括指令的至少一个机器可读介质，所述指令当被机器执行时使机器执行该方法的动作。应当理解的是，上述示例中的具体内容可以在一个或多个实施例中的任何地方使用。例如，上述计算设备的所有可选特征也可以相对于本文所述的方法或计算机可读介质二者任一来实现。此外，虽然本文可能已经使用流程图和/或状态图来描述实施例，但是本技术不限于那些图或本文中对应的描述。例如，流程不需要移动通过每个所图示的框或状态或者以如本文所图示和所描述的确切相同的次序来移动。
示例1包括一种用于抖动要显示的图像的系统。所述系统包括显示设备和抖动模块。抖动模块可以包括硬件逻辑，其中抖动模块的逻辑用于接收要在显示设备处显示的图像，并且进入内容自适应背光控制模式。抖动模块还配置为在内容自适应背光控制模式期间抖动图像，并且在面板自刷新模式期间禁用抖动。
示例2包括一种用于抖动要显示的图像的方法。所述方法包括接收要在显示设备处显示的图像，并且进入内容自适应背光控制模式。在内容自适应背光控制模式期间启用抖动，并且在面板自刷新模式期间禁用抖动。在一些情况下，有形非暂时性计算机可读介质包括用于执行示例2的方法的代码。
示例3包括一种有形非暂时计算机可读介质，其包括用于指示处理器执行操作的代码。所述操作包括接收要在显示设备处显示的图像，以及进入内容自适应背光控制模式。在内容自适应背光控制模式期间启用抖动，并且在面板自刷新模式期间禁用抖动。
示例4包括一种用于图像抖动的装置。所述装置包括接收要在显示设备处显示的图像并且进入内容自适应背光控制模式的部件。所述部件还被配置为在内容自适应背光控制模式期间抖动图像，并且在面板自刷新模式期间禁用抖动。在实施例中，所述部件是处理器可执行代码。在一些情况下，所述部件可以是固件、硬件逻辑、电子电路等的某个组合。
示例5包括一种用于图像抖动的系统。所述系统包括显示设备、用于存储指令的存储设备以及处理设备，所述处理设备当由所存储的指令执行时被配置为接收要在显示设备处显示的图像、进入内容自适应背光控制模式。所存储的指令可以指示处理器在内容自适应背光控制模式期间抖动图像，并且在面板自刷新模式期间禁用抖动。
在以上描述和所附权利要求中，可以使用术语“耦合”和“连接”连同其派生词。应当理解的是，这些术语不意图作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可以用于指示两个或多个元件彼此直接物理或电接触。“耦合”可能意味着两个或多个元件处于直接物理或电接触。然而，“耦合”也可能意味着两个或多个元件彼此不直接接触，但仍然彼此协作或相互作用。
一些实施例可以以硬件、固件和软件中的一个或组合来实现。一些实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，所述指令可由计算平台读取和执行以实行本文所述的操作。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪速存储器设备。
实施例是实现方式或示例。在本说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本技术的至少一些实施例中，但不一定是所有实施例。“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的各种出现不一定全部指代相同的实施例。来自实施例的元件或方面可以与另一实施例的元件或方面组合。
并非在本文中所述和所图示的所有组件、特征、结构、特性等都需要被包括在一个或多个特定实施例中。如果例如说明书陈述“可以”、“可能”、“能够”或“也许”包括组件、特征、结构或特性，则不要求包括该特定组件、特征、结构或特性。如果说明书或权利要求书提及“一(a)”或“一(an)”元件，那并不意味着仅存在一个元件。如果说明书或权利要求书提及“一附加”元件，则不排除存在多于一个的附加元件。
应注意的是，虽然已经参考特定实现方式描述了一些实施例，但是根据一些实施例，其他实现方式也是可能的。此外，附图中所图示和/或本文所述的电路元件或其他特征的布置和/或次序不需要以所图示和所述的特定方式布置。根据一些实施例，许多其它布置是可能的。
在图中所示的每个系统中，在一些情况下，元件可以均具有相同的附图标记或不同的附图标记，以暗示所表示的元件可以是不同的和/或类似的。然而，元件可以足够灵活以具有不同的实现方式并且与本文所示或所述的系统的部分或全部一起工作。附图中所示的各种元件可以相同或不同。哪一个被称为第一元件和哪一个被称为第二元件是任意的。
本技术不限于本文列出的特定细节。实际上，受益于本公开的本领域技术人员将领会到，可以在本技术的范围内进行来自上述说明书和附图的许多其它变型。因此，正是包括对其的任何修改的以下权利要求限定本技术的范围。

Claims (25)

1.一种用于抖动要显示的图像的系统，包括：
显示设备；以及
抖动模块，其至少部分地包括硬件逻辑，其中抖动模块的逻辑用于：
接收要在显示设备处显示的图像；
进入内容自适应背光控制模式；
在内容自适应背光控制模式期间抖动图像；以及
在面板自刷新模式期间禁用抖动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述内容自适应背光控制模式包括操作，所述操作包括以下中的一个或多个：
针对一个或多个像素的像素内容修改；以及
针对一个或多个像素的背光功率调整。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述内容自适应背光控制模式包括逐步采用时段，其中像素内容修改和背光功率调整被执行。
4.根据权利要求3所述的系统，其中在所述内容自适应背光控制模式的逐步采用时段期间执行抖动。
5.根据权利要求4所述的系统，所述抖动模块用于：
启动与逐步采用时段相关联的定时器；
启用抖动；
确定是否接收到要显示的新图像；
如果接收到新图像，那么重新启动定时器；以及
如果直到定时器到期为止尚未接收到新图像，那么继续抖动。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中在所述面板自刷新模式期间，所述抖动模块将在所显示的图像不变时减少由图形处理单元提供到所述显示设备的更新。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中当所述图像包括高于预定阈值的颜色梯度时，启动抖动。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中抖动包括：
时间抖动；或
空间抖动。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述抖动模块包括要由处理器执行的指令，并且其中所述处理器是图形处理单元，并且其中所述抖动在所述图形处理单元处而不是在所述显示设备的控制器处执行。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，所述抖动模块用于基于所执行的抖动来减少感知的滚动效应。
11.一种用于抖动要显示的图像的方法，包括：
接收要在显示设备处显示的图像；
进入内容自适应背光控制模式；
在内容自适应背光控制模式期间抖动图像；以及
在面板自刷新模式期间禁用抖动。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述内容自适应背光控制模式包括以下中的一个或多个：
针对一个或多个像素的像素内容修改；以及
针对一个或多个像素而调整背光功率。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述内容自适应背光控制模式包括逐步采用时段，其中像素内容修改和背光功率调整被执行。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述内容自适应背光控制模式的逐步采用时段期间执行抖动。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
启动与逐步采用时段相关联的定时器；
启用抖动；
确定是否接收到要显示的新图像；
如果接收到新图像，那么重新启动定时器；以及
如果直到定时器到期为止尚未接收到新图像，那么继续抖动。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其中所述面板自刷新模式包括在所显示的图像不变时减少由图形处理单元提供到所述显示设备的更新。
17.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其中当所述图像包括高于预定阈值的颜色梯度时，启动抖动。
18.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其中抖动包括：
时间抖动；或
空间抖动。
19.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，其中所述抖动在计算设备的图形处理单元处执行。
20.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，还包括基于所执行的抖动来减少感知的滚动效应。
21.一种有形非暂时性计算机可读介质，其包括指示处理器执行权利要求11-15中任一项所述的方法的代码。
22.一种用于图像抖动的装置，包括部件以：
接收要在显示设备处显示的图像；
进入内容自适应背光控制模式；
在内容自适应背光控制模式期间抖动图像；以及
在面板自刷新模式期间禁用抖动。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述内容自适应背光控制模式包括操作，所述操作包括以下中的一个或多个：
针对一个或多个像素的像素内容修改；以及
针对一个或多个像素的背光功率调整。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述内容自适应背光控制模式包括逐步采用时段，其中像素内容修改和背光功率调整被执行，并且其中在所述内容自适应背光控制模式的逐步采用时段期间执行抖动。
25.根据权利要求22-24中任一项所述的装置，其中在所述面板自刷新模式期间，所述部件在所显示的图像不变时减少由图形处理单元提供到所述显示设备的更新。
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