CN110347362A - 图像显示控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种图像显示控制方法及装置。本发明在TCON(timing controller，时序控制器)输出像素进行显示的过程中，在每个计时周期记录数据消耗T_ch和数据盈余T_p以判断是否能够提供足够的像素进行显示，在不满足时，执行图像掉队处理步骤进行预防。本发明对图像数据掉队情况的检测和处理，使显示控制器在此情况下不会锁死，在一定程度下能够正确恢复并保证重要图像信息显示，还能够平衡多个重要程度不同的显示通道的数据处理速度，提高显示系统的稳定性和异常处理恢复能力。本发明适合应用于对图像显示信息有较高实时性要求的系统中，如汽车仪表显示，本发明能够为其带来更好的安全保障。

Description

图像显示控制方法及装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体而言涉及一种图像显示控制方法及装置。

背景技术

在数字显示系统中，一个包含有多个图层读取通道的显示控制器需要从内存读取对应各图层读取通道的数字图像数据做最后的融合处理，再经时序控制器(TCON，timingcontroller)送去显示屏显示。这个过程中，由于系统占用量和内存峰值带宽等种种难以预计的情况，很可能在某些时刻或时间段发生某一或多个图层读取通道的图像数据的读取跟不上显示屏数据显示的速率的情况。这种状况，本文将其称之为数据的掉队。

为使显示控制器在发生数据掉队的错误后不会锁死，并能够一定程度正确的恢复并保证重要部分图像信息的显示，系统的数字逻辑需要对此类掉队状况进行检测，并做掉队处理(auto-flush)。

现有的掉队处理，通常在出现显示异常之后，通过对显示图像或缓存的检测而实现，而难以在掉队所造成的显示异常之前进行有效干预。这种状况下，现有技术对图像中重要部分的显示需要依赖于备用的存储单元所预存的数据。现有技术缺乏对现实异常的预防策略。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种图像显示控制方法及装置，本发明通过对检测节点像素处理情况的统计判断TCON中在一段时间内的像素是否足够供其输出显示，对像素不足的状况进行预防和掉队处理。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种图像显示控制方法，其步骤包括：根据TCON中的时间控制节点产生启动信号，触发定时器计时；在每个计时周期，记录一个T_ch的数据消耗；在检测节点每处理一个有效像素或空像素时，记录一个T_p的数据盈余；根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o，在不满足时执行图像掉队处理步骤，否则继续记录并判断数据消耗与数据盈余。

可选的，上述图像显示控制方法，其中，所述图像显示控制包括有对至少2个显示图层读取通道进行的融合处理，并在融合处理后将融合处理后的图像像素存储至数据缓冲池，由所述TCON接收融合处理后的图像像素以供给显示装置显示；所述检测节点对有效像素或空像素的处理包括以下可选项：图像显示控制过程中任意一个显示图层读取通道在任一计时周期处理了一个或多个有效像素或空像素；或图像显示控制过程中对任意显示图层读取通道在任一计时周期未有处理任何有效像素或空像素。

可选的，上述图像显示控制方法，其中，所述一个T_ch的数据消耗为：检测节点所处位置的数字时钟周期。

可选的，上述图像显示控制方法，其中，所述一个T_p的数据盈余为：所述TCON的数字时钟周期。

可选的，上述图像显示控制方法，其中，所述定时器选择为增量计时，此时判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o的步骤具体包括：根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足(T_L+T)＜To；其中，T_L为图像显示控制过程中由显示图层读取通道至所述TCON的延时；T＝∑T_ch-∑T_p。如果满足以上不等式则认为工作在正常模式，不满足以上不等式则认为检测到了数据掉队，进入掉队处理模式。

可选的，上述图像显示控制方法，其中，不同显示图层读取通道i对应有不同的所需预留的时间T_oi；对于任意显示图层读取通道i，根据该显示图层读取通道i的数据消耗∑T_chi与该显示图层读取通道i的数据盈余∑T_pi判断是否满足(T_Li+T_i)＜To_i；在不满足时，对其他显示图层读取通道j，j≠i执行图像掉队处理步骤，减缓其他显示图层读取通道j读取和/或输出像素的速度。

可选的，上述图像显示控制方法，其中，所述图像掉队处理还包括以下可选项：丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，按照该图像帧中的最后一个像素进行显示；丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，不显示；按照上述任一方式，并丢弃前级读取通道过来的像素，直至任一计时周期中定时器的统计值满足(T_L+T)＜T_o，则认为数据供给重新跟上了消耗，此时从掉队处理模式重新恢复至正常模式，对显示图层读取通道进行融合处理，并在融合处理后将融合处理后的图像像素存储至数据缓冲池，由所述TCON接收融合处理后的图像像素以供给显示装置进行正常的图像显示。

一种图像显示控制装置，连接在显示图层读取通道与TCON之间，用于对至少2个显示图层读取通道的像素进行融合处理并缓冲至TCON，其包括：定时器，包括触发端，所述触发端根据TCON中的时间控制节点产生启动信号触发定时器计时；检测单元，包括检测端，检测端连接检测节点，用于在每个计时周期，记录一个T_ch的数据消耗；在检测节点每处理一个有效像素或空像素时，记录一个T_p的数据盈余；掉队处理单元，用于根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o，在不满足时执行图像掉队处理步骤。

可选的，上述图像显示控制装置，其中，所述检测节点设置在显示图层读取通道的输出端与TCON的缓冲接收端之间，用于检测该节点处对有效像素或空像素的以下处理步骤：任意一个显示图层读取通道在任一计时周期处理了一个或多个有效像素或空像素；或，图像显示控制装置中对任意显示图层读取通道在任一计时周期未有处理任何有效像素或空像素。

可选的，上述图像显示控制装置，其中，所述图像掉队处理步骤包括以下可选项：丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，按照该图像帧中的最后一个像素进行显示；丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，不显示；按照上述任一方式，并丢弃前级读取通道过来的像素，直至任一计时周期中定时器的统计值满足(T_L+T)＜T_o，则认为数据供给重新跟上了消耗，此时从掉队处理模式重新恢复至正常模式，对显示图层读取通道进行融合处理，并在融合处理后将融合处理后的图像像素存储至数据缓冲池，由所述TCON接收融合处理后的图像像素以供给显示装置进行正常的图像显示；或，对显示图层读取通道i以外的其他显示图层读取通道j，j≠i，减缓其读取和/或输出像素的速度；其中，所述显示图层读取通道i不满足该显示图层读取通道i所对应的所需预留的时间T_oi。

有益效果

本发明在TCON输出像素进行显示的过程中，在每个计时周期记录数据消耗T_ch和数据盈余T_p以判断是否能够提供足够的像素进行显示，在不满足时，执行图像掉队处理步骤进行预防。本发明对图像数据掉队情况的检测和处理，使显示控制器在此情况下不会锁死，在一定程度下能够正确恢复并保证重要图像信息显示，还能够平衡多个重要程度不同的显示通道的数据处理速度，提高显示系统的稳定性和异常处理恢复能力。本发明适合应用于对图像显示信息有较高实时性要求的系统中，如汽车仪表显示，本发明能够为其带来更好的安全保障。

进一步，本发明还可以为不同图层读取通道i设置不同的判断标准，在掉队时对较不重要的图层通道的读取发送减速请求(slow-down request)，或者，部分丢弃或全部丢弃较不重要的图层，以对显示进行恢复。由此能够优先保证重要图层的显示。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的图像显示控制装置的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

图1为根据本发明所提供的一种图像显示控制装置，其连接在显示图层读取通道与TCON之间，其中的显示图层读取通道包括有N个分别用于从内存中读取该通道的像素以供图像显示控制装置进行融合、缓冲用于显示。

所述的图像显示控制装置，其包括：

定时器，包括触发端，所述触发端根据TCON中的时间控制节点产生启动信号触发定时器计时；

检测单元，包括检测端，检测端连接检测节点，用于在每个计时周期，记录一个T_ch的数据消耗；在检测节点每处理一个有效像素或空像素时，记录一个T_p的数据盈余；其中，检测节点能够设置在图1中的显示图层读取通道的输出端与TCON的缓冲接收端之间任意位置；

掉队处理单元，可包括分别针对N个显示图层读取通道的多个，用于根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o，例如，根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足(T_L+T)-T_o，在不满足时执行图像掉队处理步骤。其中，T_L为图像显示控制过程中由显示图层读取通道至所述TCON的延时；T＝∑T_ch-∑T_p，所述一个T_ch的数据消耗为：检测节点所处位置的数字时钟的周期，所述一个T_p的数据盈余为：所述TCON的数字时钟周期。

上述装置，还可进一步针对需要控制各显示图层读取通道读取和/或输出像素的速度的情况，设计有slow-down请求网络。

该装置通过上述的检测单元的检测，能够将装置中像素的处理状况抽象为一个供求模型，通过该模型塑造的条件检测多个显示图层通道内的图像数据的掉队情况何时发生，并做掉队处理(auto-flush)。其具体控制方法如下：

首先，根据TCON中的时间控制节点产生启动信号，具体根据指定的时间点，指定的显示像素P(x，y)必须出现在TCON的输出逻辑处，触发定时器计时；

检测单元，在每个计时周期，记录数据消耗T_ch；在检测节点处理有效像素或空像素时记录数据盈余T_p；其中，

所述检测单元的检测节点可设置在显示图层读取通道的输出端与TCON的缓冲接收端之间，用于检测该节点处对任一有效像素或空像素的以下处理步骤以触发对一个数据盈余T_p的累加记录：任意一个显示图层读取通道处理了一个有效像素或空像素，盈余计为T_p；或，图像显示控制装置中的任意显示图层读取通道处理了n个有效像素或空像素，盈余计为n*T_p；

掉队处理单元，根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o，以，在距离TCON需要输出像素的一个指定的时间间隔前提早检测重要的图层通道的数据饥饿(hungry)，在不满足时执行图像掉队处理步骤，对较不重要的图层通道的读取发送减速请求(slow-down request)以及部分丢弃和全部丢弃较不重要的图层的恢复，使显示控制器在此情况不会锁死；否则继续记录并判断数据消耗与数据盈余。

上述过程中，通过增加定时器、检测单元、掉队处理单元，将图层通道的掉队检测转化为这样的问题：待检测节点所记录到的数据处理的任意时刻的瞬时量都应该满足该通道所应该供应的数据量。只要“亏损”发生，就可以认为检测到数据的掉队。这里的数据量，考虑到系统对像素的显示是通过流水线方式输送的，因而，将像素量转化为流水线中的时间，包括数据消耗T_ch和数据盈余T_p进行计算。

具体实现中，考虑到各个显示图层读取通道i对应有不同的优先等级和重要程度，因此应当为其分别设置不同的所需预留的时间T_oi。这种应用方式下，所述的检测端分别设置在每一个显示图层读取通道i的输出端，检测该显示图层读取通道i是否输出一个有效像素或空像素：

对于任意显示图层读取通道i，根据该显示图层读取通道i的数据消耗∑T_chi与该显示图层读取通道i的数据盈余∑T_pi判断是否满足(T_Li+T_i)＜To_i；

在不满足时，对其他显示图层读取通道j，j≠i执行图像掉队处理步骤，例如：丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，按照该图像帧中的最后一个像素进行显示；或者，丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，不显示；或者，按照上述任一方式，并丢弃前级读取通道过来的像素，直至定时器被重新触发开始计时；或者，对显示图层读取通道i以外的其他显示图层读取通道j，j≠i，减缓其读取和/或输出像素的速度；其中，所述显示图层读取通道i不满足该显示图层读取通道i所对应的所需预留的时间T_oi；或者减缓其他显示图层读取通道j读取和/或输出像素的速度。

上述过程中的定时器选择为增量计时，在递减的计时方式下，对数据消耗∑T_chi与数据盈余∑T_pi的判断方式仅需相应调整为减法即可。

在具体应用中，上述装置的掉队处理按照如下的方式进行。

步骤1，对于具体应用中所指定的显示设备、指定的显示要求来说，其TCON输出时序是相对固定的，由一定的标准时序参数来确定，包含行内以及帧内的back/front porch，hsize，vsize等参数，即也意味着在指定的时间点，指定的显示像素P(x，y)一定必须出现在TCON的输出逻辑处。相应地，对于任意一个图像处理通道(参见系统框图)，为了给足处理通道的预处理时间，可从TCON指定的期望的显示像素P(0，0)所处的时间点(T₀₀，第一个有效显示像素点)的一个可以预计的时间间隔(T_o)之前的时间点T_00pre作为时间控制节点，根据该时间控制节点是否被触发而获取一个启动信号，并将该启动信号发送给各个显示图层通道及掉队处理模块；

步骤2，检测单元接收到该启动信号，启动一个具有实数意义的定时器(初始值为0)，该定时器包含固定位数的小数位，根据系统参数，设处理通道的时钟周期为T_ch，TCON所处的输出时钟域的时钟周期为T_p；

步骤3，随着时间的流逝，掉队处理模块将通过该定时器进行这样的统计记录：

(1)该定时器在被启动后在所处逻辑模块的时钟域增量计时，每个时钟周期增加一个T_ch时间，

(2)同时如果其逻辑模块所处节点的一个或多个有效像素，以及一个或多个空像素(这个概念在本文特指的是，在TCON的指定坐标处没有需要实际显示的像素，包含blank期间)被处理，则定时器扣除时间(处理的“像素”的数目*T_p)，

(3)设从该图像显示通道至TCON的流水线延迟时间为T_L，定时器任意时间的计数值为T，则有(T_L+T)＜T_o，

(4)如违背(3)中的条件，则认为发生“亏损”，检测到掉队；

步骤4，如果没检测到掉队，系统正常工作，如果检测到掉队，该模块根据配置可以进行以下几种决策：

(1)检测到掉队后，立即全部丢弃当前图像帧，之后残余图像显示该图像帧的最后一个像素，

(2)检测到掉队后，立即全部丢弃当前图像帧，之后残余图像不显示，

(3)检测到掉队后，进入丢弃图像模式，在该模式下按照前述两种任一种方式来给出显示像素点，并把前级通道过来的图像数据逐个丢弃，但当定时器的值重新满足了前文所述的条件时，重新处理这个有效的图像像素点，并从丢弃图像模式返回到正常模式。

可选的，还可如图1中，在本系统架构中，由于在“图像融合模块”后续添置数据缓冲池，被“融合及后处理”的图像数据，在被TCON送去显示设备显示之前，是存储在数据缓冲池里，而如果没有该缓冲池，则图层通道，“图像融合及后处理”模块中的数据处理的逻辑在没到达TCON显示的位置时会因为无处接收而处于暂停状态，实数定时器在这里的处理方式也以暂停不做扣除计算处理。因而缓冲池的大小，决定了定时器的值的最小的下限值T_down。在定时器的理论上限T_o和下限T_down之间，我们可以对各个通道的掉队检测值按重要性设定一个阶梯型的阈值。例如，对于两个通道的情况：

通道1：(T_L1+T₁)＜T_o1(T₁为通道1的实数定时器的值，T_o1为新的通道1的掉队检测阈值)

通道2：(T_L2+T₂)＜T_o2(T₂为通道2的实数定时器的值，T_o2为新的通道2的掉队检测阈值)

其中，T_down＜T_o1<T_o2＜T_o,且0＜T_o1<T_o2，达到上述减速检测条件的通道可以按照预定的网络的配置向其他图层的通道发送减速请求。

由此，本发明能够在安全显示需求较高的场合，对该包含有多个显示图层读取通道的系统提供一个尽可能多的预防策略，从保证重要图像信息的显示，到在检测到错误发生时适时抑制及丢弃一些不必要的图像信息，及在条件满足的时候恢复或部分恢复相应的显示的故障处理及恢复机制，显然可以加强显示系统的稳定性，提高相应系统的安全级别。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种图像显示控制方法，其特征在于，步骤包括：

根据TCON中的时间控制节点产生启动信号，触发定时器计时；

在每个计时周期，记录一个T_ch的数据消耗；在检测节点每处理一个有效像素或空像素时，记录一个T_p的数据盈余；

根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足显示像素所需预留的时间f_o，在不满足时执行图像掉队处理步骤，否则继续记录并判断数据消耗与数据盈余。

2.如权利要求1所述的图像显示控制方法，其特征在于，所述图像显示控制包括有对至少2个显示图层读取通道进行的融合处理，并在融合处理后将融合处理后的图像像素存储至数据缓冲池，由所述TCON接收融合处理后的图像像素以供给显示装置显示；

所述检测节点对有效像素或空像素的处理包括：

图像显示控制过程中任一显示图层读取通道在任一计时周期处理了一个或多个有效像素或空像素；或

图像显示控制过程中对任一显示图层读取通道在任一计时周期未有处理任何有效像素或空像素。

3.如权利要求2所述的图像显示控制方法，其特征在于，所述一个T_ch的数据消耗为：所述检测节点所处位置的数字时钟周期。

4.如权利要求2所述的图像显示控制方法，其特征在于，所述一个T_p的数据盈余为：所述TCON的数字时钟周期。

5.如权利要求2-4所述的图像显示控制方法，其特征在于，所述定时器选择为增量计时，此时判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o的步骤具体包括：

根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足(T_L+T)＜T_o；其中，T_L为图像显示控制过程中由显示图层读取通道至所述TCON的延时；T＝∑T_ch-∑T_p。

6.如权利要求5所述的图像显示控制方法，其特征在于，不同显示图层读取通道i对应有不同的所需预留的时间T_oi；

对于任意显示图层读取通道i，根据该显示图层读取通道i的数据消耗∑T_chi与该显示图层读取通道i的数据盈余∑T_pi判断是否满足(T_Li+T_i)＜T_oi；

在不满足时，对其他显示图层读取通道j，j≠i执行图像掉队处理步骤，减缓其他显示图层读取通道j读取和/或输出像素的速度。

7.如权利要求1-6所述的图像显示控制方法，其特征在于，所述图像掉队处理还包括以下任一步骤：

丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，按照该图像帧中的最后一个像素进行显示；

丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，不显示；

按照上述任一方式，并丢弃前级读取通道过来的像素，直至任一计时周期中定时器的统计值满足(T_L+T)＜T_o，则认为数据供给重新跟上了消耗，此时从掉队处理模式重新恢复至正常模式，对显示图层读取通道进行融合处理，并在融合处理后将融合处理后的图像像素存储至数据缓冲池，由所述TCON接收融合处理后的图像像素以供给显示装置进行正常的图像显示。

8.一种图像显示控制装置，连接在显示图层读取通道与TCON之间，用于对至少2个显示图层读取通道的像素进行融合处理并缓冲至TCON，其特征在于，包括：

定时器，包括触发端，所述触发端根据TCON中的时间控制节点产生启动信号触发定时器计时；

检测单元，包括检测端，检测端连接检测节点，用于在每个计时周期，记录一个T_ch的数据消耗；在检测节点每处理一个有效像素或空像素时，记录一个T_p的数据盈余；

掉队处理单元，用于根据上述的数据消耗与数据盈余判断是否满足显示像素所需预留的时间T_o，在不满足时执行图像掉队处理步骤。

9.如权利要求8所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述检测节点设置在显示图层读取通道的输出端与TCON的缓冲接收端之间，用于检测该节点处对有效像素或空像素的以下处理步骤：

任意一个显示图层读取通道在任一计时周期处理了一个或多个有效像素或空像素；或，图像显示控制装置中对任意显示图层读取通道在任一计时周期未有处理任何有效像素或空像素。

10.如权利要求8-9所述的图像显示控制装置，其特征在于，所述图像掉队处理步骤包括以下任一方式：

丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，按照该图像帧中的最后一个像素进行显示；

丢弃即将显示的图像帧中的全部像素，不显示；

按照上述任一方式，并丢弃前级读取通道过来的像素，直至任一计时周期中定时器的统计值满足(T_L+T)＜T_o，则认为数据供给重新跟上了消耗，此时从掉队处理模式重新恢复至正常模式，对显示图层读取通道进行融合处理，并在融合处理后将融合处理后的图像像素存储至数据缓冲池，由所述TCON接收融合处理后的图像像素以供给显示装置进行正常的图像显示；

或，对显示图层读取通道i以外的其他显示图层读取通道j，j≠i，减缓其读取和/或输出像素的速度；其中，所述显示图层读取通道i不满足该显示图层读取通道i所对应的所需预留的时间T_oi。