CN110890059A - 图像数据处理方法及其图像处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像数据处理方法及图像处理装置，所述图像数据处理方法可用于图像处理装置且包括：接收一图像数据；将该图像数据存储在该图像处理装置的一帧缓冲器；对从该帧缓冲器取得的该图像数据执行一信号处理程序，以产生一最终显示数据；将该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器；以及当该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器之后，进入一省电模式，并在该省电模式之下执行以下步骤：关闭用来执行该信号处理程序的一信号处理电路；以及输出重新存储在该帧缓冲器的该最终显示数据，以显示该最终显示数据。

Description

图像数据处理方法及其图像处理装置
技术领域
本发明涉及一种图像数据处理方法，尤其涉及一种具有省电功效的图像数据处理方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)为发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)的一种，其电致发光层(emission electroluminescent layer)是由有机化合物所构成，该有机化合物可因接收到电流而发光。有机发光二极管广泛应用于电子装置的显示设备，例如电视屏幕、计算机显示器、各类便携设备例如移动电话、手持式游戏主机及个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等。一般有机发光二极管显示器的显示方式不同于液晶显示器是由背光源来驱动，因此，使用有机发光二极管显示器的电子装置往往需操作在一息屏显示(Always On Demand，AOD)模式，以在空闲期间内，在小区域持续显示必要的信息，例如日期、时间、及/或电量等。
当图像数据进入有机发光二极管面板进行显示之前，可经过数个图像处理程序。举例来说，一般有机发光二极管显示器具有较低的像素密度(pixel per inch，ppi)，因此可采用例如子像素渲染(subpixel rendering，SPR)等数据处理技术来提升视觉分辨率。为改善有机发光二极管显示器的图像一致性，可采用像素级校正(Demura)补偿技术来处理图像数据。对于图像数据量较大的全彩图像或复杂图像而言，需通过数据压缩及解压缩，使得较大的图像数据可在压缩之后存储在有限的帧缓冲器中。上述图像处理操作导致较大的耗电。
在息屏显示模式中，由于面板上只需使用一小块区域来显示少量必要信息，因此耗电问题成为重要的考虑因素。为降低耗电，现有的作法可以是例如通过较差的子像素渲染算法来产生质量较低的图像，或针对低亮度的图像数据省略像素级校正操作，或是采用具有缩减颜色格式的图像来降低图像数据量，搭配使用简化版数据压缩技术。这些方式为了达成较低耗电，都需要在降低图像质量的情况下作取舍。
因此，实有必要提供一种新颖的图像处理方法，以改善耗电问题同时维持息屏显示模式下的图像质量。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种图像数据处理方法及其图像处理装置，可在不降低图像质量的情况下达到省电的目的。
本发明公开了一种处理图像数据的方法，用于一图像处理装置，该方法包括：接收一图像数据；将该图像数据存储在该图像处理装置的一帧缓冲器；对从该帧缓冲器取得的该图像数据执行一信号处理程序，以产生一最终显示数据；将该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器；以及当该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器之后，进入一省电模式，并在该省电模式之下执行以下步骤：关闭用来执行该信号处理程序的一信号处理电路；以及输出重新存储在该帧缓冲器的该最终显示数据，以显示该最终显示数据。
本发明还公开了一种图像处理装置，其包括一接收器、一帧缓冲器、一信号处理电路及一输出驱动装置。该接收器用来接收一图像数据。该帧缓冲器用来存储该图像数据。该信号处理电路用来对从该帧缓冲器取得的该图像数据执行一信号处理程序，以产生一最终显示数据，并传送该最终显示数据至该帧缓冲器，以将该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器。该输出驱动装置用来在一省电模式之下输出重新存储在该帧缓冲器的该最终显示数据，以显示该最终显示数据。该信号处理电路在该省电模式之下被关闭。
附图说明
图1为本发明实施例一图像处理系统的示意图。
图2为图像处理系统及其信号处理电路的详细实现方式的示意图。
图3A为图2中的图像处理系统操作在正常模式下的示意图。
图3B为图2中的图像处理系统操作在省电模式下的示意图。
图4为本发明实施例一图像处理流程的示意图。
图5为对帧缓冲器进行分割以存储图像数据及最终显示数据的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 图像处理系统
100 图像数据产生器
110 图像处理装置
112 接收器
114 压缩编码器
116 帧缓冲器
118 信号处理电路
120 源极驱动装置
130 显示面板
DAT_I 图像数据
DAT_F 最终显示数据
122 压缩译码器
124 子像素渲染电路
126 像素级校正补偿电路
40 图像处理流程
400～414 步骤
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一图像处理系统10的示意图。如图1所示，图像处理系统10包括一图像数据产生器100、一图像处理装置110及一显示面板130。图像数据产生器100可以是控制器或处理器内建的应用程序，可用来产生图像数据DAT_I并输出图像数据DAT_I至图像处理装置110。图像处理装置110可用来处理从图像数据产生器100接收的图像数据DAT_I以产生最终显示数据DAT_F，并输出最终显示数据DAT_F至显示面板130。图像处理装置110可位于一显示驱动集成电路(Display Driver Integrated Circuit，DDIC)内部，并通过最终显示数据DAT_F来驱动显示面板130进行显示。显示面板130可以是一有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)面板，但不限于此。
详细来说，图像处理装置110包括一接收器112、一压缩编码器114、一帧缓冲器116、一信号处理电路118及一源极驱动装置120。接收器112可用来接收图像数据DAT_I，其具有符合图像数据产生器100的传输机制，用以接收图像数据DAT_I。在一实施例中，接收器112为一移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)的接收器。
压缩编码器114可用来压缩图像数据DAT_I。一般来说，若接收器112从图像数据产生器100接收原始图像数据时，压缩编码器114可对原始图像数据进行压缩，使得压缩后的图像数据具有较小数据量，使其能够存储在帧缓冲器116，根据图像数据的数据量以及帧缓冲器116的容量大小，压缩率可以是1/3、1/4或其它可能的比例。在另一实施例中，图像数据产生器100可遵循视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)所定义的显示流压缩(Display Stream Compression，DCS)技术规格书。在此情况下，图像数据产生器100可传送压缩后的比特流至图像处理装置110，该比特流无须经过额外的压缩。在此例中，比特流可在未通过压缩编码器114的情况下传送至帧缓冲器116。更明确来说，若图像处理装置110用来接收与视频电子标准协会的显示流压缩技术相关的比特流，即可省略压缩编码器114。除此之外，若帧缓冲器116的容量够大，足以容纳未经压缩的图像数据DAT_I时，也可省略压缩编码器114的使用。
帧缓冲器116可用来存储图像数据。需注意，帧缓冲器116可由各种类型的存储器装置来实现，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪速存储器(flashmemory)及光学数据存储装置等。在一实施例中，通过信号处理电路118处理后的最终显示数据DAT_F可重新存储在帧缓冲器116，因此，部分帧缓冲器116可被配置用来重新存储最终显示数据DAT_F。
信号处理电路118可对从帧缓冲器116取得的图像数据DAT_I执行一信号处理程序，以产生最终显示数据DAT_F。在一实施例中，信号处理电路118包括一压缩译码器122、一子像素渲染(Subpixel Rendering，SPR)电路124及一像素级校正(Demura)补偿电路126当中至少一者，如图2所示。换句话说，信号处理电路118可对从帧缓冲器116取得的图像数据DAT_I执行信号处理程序，其包括解压缩程序、子像素渲染、及像素级校正补偿中的一或多者。举例来说，若接收器112从图像数据产生器100接收原始图像数据，且该原始图像数据由压缩编码器114进行压缩之后存储在帧缓冲器116，则压缩译码器122可以是压缩编码器114的对应装置，可对图像数据DAT_I进行解压缩。可替换地，若接收器112从图像数据产生器100接收与视频电子标准协会的显示流压缩技术相关的比特流，则压缩译码器122可以是符合显示流压缩技术规格书的译码器，可用来将图像数据回复成显示流压缩之前的数据。子像素渲染电路124可对图像数据DAT_I执行子像素渲染。在子像素渲染操作中，输入图像数据的每一全彩像素具有红、绿、蓝三色子像素，其可被转换为具有特定子像素布置的输出图像数据像素，例如，每一像素具有红绿蓝子像素当中的两个子像素，而另一颜色成分则是由相邻像素提供(或借用相邻像素)。子像素渲染操作的目的在于提升显示图像的视觉分辨率。除此之外，像素级校正补偿电路126可对图像数据DAT_I执行像素级校正补偿。像素级校正技术可取得每一像素的亮度及照度，进而补偿各像素之间的亮度及照度差异，以提高显示面板130显示的一致性。
源极驱动装置120可用来输出最终显示数据DAT_F至显示面板130。源极驱动装置120可包括例如数字模拟转换器(Digital-to-Analog Converter)、电平移位器(levelshifter)、锁存器电路、及移位寄存器等电路组件。本领域技术人员应了解源极驱动装置120的详细实施方式及运作方式，在此不赘述。
如上所述，当有机发光二极管面板位于息屏显示(Always On Demand，AOD)模式时，面板上仅显示简易信息，因此省电为重要的考虑因素。在本发明中，可通过关闭或停用耗电量大的模块(如信号处理电路118中的压缩译码器122、子像素渲染电路124及像素级校正补偿电路126)以降低耗电。详细来说，本发明的图像处理装置110具有一正常模式及一省电模式，欲进行息屏图像显示时，图像处理装置110可进入省电模式。当图像处理装置110操作在正常模式之下，信号处理电路118可处理图像数据DAT_I，并输出最终显示数据DAT_F至源极驱动装置120。当图像处理装置110操作在省电模式之下，信号处理电路118中的电路及模块则关闭。
请参考图3A，其示出了图2中的图像处理系统10操作在正常模式的情形。在正常模式下，图像数据产生器100持续输出图像数据DAT_I至图像处理装置110，且接收器112持续接收图像数据DAT_I。接着，压缩编码器114对图像数据DAT_I进行压缩，使图像数据DAT_I缩减为较小数据量，以符合帧缓冲器116的容量。接着，图像数据DAT_I可存储在帧缓冲器116中分配给图像数据DAT_I的区域。接下来，信号处理电路118可从帧缓冲器116接收图像数据DAT_I并对图像数据DAT_I进行处理，例如对图像数据DAT_I进行解压缩、执行子像素渲染、及/或执行像素级校正补偿，进而产生最终显示数据DAT_F。源极驱动装置120再输出从信号处理电路118接收的最终显示数据DAT_F，以在显示面板130上显示最终显示数据DAT_F。
值得注意的是，在正常模式下，通过信号处理电路118的信号处理程序处理之后的最终显示数据DAT_F被传送至帧缓冲器116，以重新存储在帧缓冲器116中。重新存储在帧缓冲器116中的最终显示数据DAT_F即可用于省电模式下的图像显示。
请参考图3B，其示出了图2中的图像处理系统10操作在省电模式的情形。在省电模式下，显示面板130的特定区域持续显示静止图像，显示的图像包括一些必要信息，例如日期、时间、及/或电量等。因此，图像数据产生器100可停止输出图像数据，且接收器112停止接收图像数据。为降低耗电，信号处理电路118中耗电量较大的电路及模块被关闭。如图3B所示，压缩译码器122、子像素渲染电路124及像素级校正补偿电路126都被关闭。此时，源极驱动装置120可接收先前重新存储在帧缓冲器116的最终显示数据DAT_F，并输出最终显示数据DAT_F以在显示面板130上显示此最终显示数据DAT_F。
在省电模式之下，输出至显示面板130的最终显示数据DAT_F是先前在正常模式下通过信号处理电路118的处理并重新存储在帧缓冲器116的显示数据。在此情形下，由于省电模式下输出的最终显示数据DAT_F已在正常模式经历了相同的信号处理程序，因此省电模式下的图像质量不因耗电的减少而降低。在息屏显示模式之下，多数时间图像内容不会改变，故重新存储在帧缓冲器116的最终显示数据DAT_F可用来显示息屏图像。当显示图像发生变化或图像设定改变时，则需要进行其它操作。
请参考图4，图4为本发明实施例一图像处理流程40的示意图。图像处理流程40可用于一图像处理装置(如图1中的图像处理装置110)，用来在显示面板上显示一息屏显示图像。如图4所示，图像处理流程40包括以下步骤：
步骤400：开始。
步骤402：图像处理装置110进入一正常模式，且接收器112从图像数据产生器100接收一图像数据。
步骤404：将图像数据存储在帧缓冲器116。
步骤406：图像处理装置110位于正常模式，且信号处理电路118对从帧缓冲器116取得的图像数据执行一信号处理程序，以产生一最终显示数据。
步骤408：信号处理电路118传送最终显示数据至帧缓冲器116，以将最终显示数据重新存储在帧缓冲器116。
步骤410：图像处理装置110进入一省电模式，源极驱动装置120输出重新存储在帧缓冲器116的最终显示数据，以显示最终显示数据，且信号处理电路118停用或关闭。
步骤412：判断是否存在一新图像数据欲传送至图像处理装置110。若是，则执行步骤402；若否，则执行步骤414。
步骤414：判断图像设定是否改变。若是，则执行步骤406；若否，则执行步骤410。
根据图像处理流程40，在正常模式下，接收器112可从图像数据产生器100接收图像数据(如DAT_I)。若图像数据DAT_I为一原始图像数据，则图像数据DAT_I可由压缩编码器114进行压缩之后存储在帧缓冲器116。可替换地，若图像数据DAT_I是符合视频电子标准协会的显示流压缩技术的比特流，则图像数据DAT_I可直接被转传至帧缓冲器116。接着，信号处理电路118可对图像数据DAT_I执行信号处理程序，以产生一最终显示数据(如DAT_F)。最终显示数据DAT_F可被传送至帧缓冲器116并重新存储在帧缓冲器116。接下来，图像处理装置110进入省电模式，并关闭信号处理电路118所包括的各模块以降低耗电。在省电模式之下(步骤410)，显示面板130显示一静态图像，源极驱动装置120则接收重新存储在帧缓冲器116的最终显示数据DAT_F，并输出此最终显示数据DAT_F至显示面板130。在此情况下，可关闭或停用信号处理电路118以节省耗电。
在此例中，帧缓冲器116可用来存储从图像数据产生器100接收的图像数据DAT_I(压缩后)，也可用来存储通过信号处理电路118处理之后的最终显示数据DAT_F。在一实施例中，帧缓冲器116可分割为两部分，其中，第一部分被分配用来存储图像数据DAT_I，第二部分被分配用来存储最终显示数据DAT_F，如图5所示。
值得注意的是，重新存储在帧缓冲器116的最终显示数据DAT_F经历了压缩译码器122的解压缩操作，即使子像素渲染操作使得最终显示数据DAT_F的数据量略为下降，最终显示数据DAT_F的一帧图像数据量往往仍大于图像数据DAT_I的一帧图像数据量。幸运的是，息屏显示图像仅在显示面板130上显示一小块区域的必要信息，因而不需要重新存储完整图像帧的最终显示数据DAT_F。更明确来说，重新存储在帧缓冲器116的最终显示数据DAT_F仅包括息屏显示的图像数据，其它非显示区域的图像数据则无须重新存储。
另外需注意的是，受限于帧缓冲器116的容量，具有较大显示区域的息屏显示图像可能无法被帧缓冲器116分配给最终显示数据DAT_F的区域所容纳。在此情况下，若息屏显示图像的显示区域大于一临界值使得相对应的最终显示数据DAT_F无法被帧缓冲器116分配给最终显示数据DAT_F的区域所容纳时，可禁止图像处理装置110进入省电模式。换言之，为了显示较大区域的息屏显示图像，需要设置较大的帧缓冲器，或者在帧缓冲器中分配较大区域给最终显示数据DAT_F。在一实施例中，图像处理装置110可从图像数据产生器100接收一指令，该指令用来指示是否禁止图像处理装置110在目前的息屏显示图像之下进入省电模式。上述指令可由受控于处理器或控制器的标志或寄存器所携带，或者由处理器或控制器通过控制信号来传送。
在省电模式之下，输出从帧缓冲器116取得的最终显示数据DAT_F的步骤仅适用于静态图像，其中，图像内容未发生任何改变。在显示息屏图像的闲置模式中，可由用户唤醒显示面板之后，再显示新图像数据。在每一图像帧中，图像处理装置110可持续判断图像内容是否改变。举例来说，图像处理装置110可判断图像数据产生器100是否需传送新图像数据。当图像处理装置110未接收到新图像数据时，可维持在省电模式，使得源极驱动装置120可持续输出从帧缓冲器116取得的最终显示数据DAT_F。当新图像数据到达时，图像处理装置110可从省电模式切换至正常模式。因此，新图像数据须经历信号处理程序以产生新的最终显示数据，再将此新的最终显示数据传送至显示面板130。
若图像处理装置110判断其未接收到新图像数据时，图像处理装置110还可判断相关于最终显示数据DAT_F的图像设定是否改变。举例来说，在有机发光二极管面板中，可每隔一段时间移动一次静止图像中的物件，以避免发生图像残留。物件的移动代表息屏显示图像的显示区域改变，但图像处理装置110不需要从图像数据产生器100接收新图像数据，而是接收指令以指示物件的移动操作。因此，信号处理电路118可从帧缓冲器116取得原来的图像数据DAT_I，并依据更新后的图像设定修改图像数据DAT_I，修改后的图像数据再由信号处理电路118执行包括解压缩、子像素渲染及/或像素级校正补偿等信号处理，以产生新的最终显示数据。需注意的是，图像设定的改变(例如移动图像中某个物件)同时改变了图像帧上的像素数据，使得子像素渲染及像素级校正应根据新的像素数据重新布置。因此，先前记录在最终显示数据的子像素渲染及像素级校正的处理结果无法套用在图像设定改变后的新图像数据。在此情况下，新图像设定无法省略各种信号处理程序，如子像素渲染操作及像素级校正补偿等。当对应于新图像设定的最终图像数据产生并重新存储在帧缓冲器116之后，图像处理装置110即可再次进入省电模式并关闭信号处理电路118。
值得注意的是，本发明的目的在于提供一种图像数据处理方法以及相关的图像处理装置，可在不降低图像质量的情况下达到省电的目的。本领域技术人员可据此进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，在上述实施例中，图像处理流程40及其相关运作可应用于一息屏显示图像。在另一实施例中，本发明的方法也可应用于息屏显示图像以外的其它应用，只要所显示的图像为静态图像或显示图像的部分内容在一段期间内未发生改变。除此之外，虽然上述实施例都应用于有机发光二极管面板，本领域技术人员应了解，本发明的实施例也可应用于其它类型的显示面板，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)。另外，上述信号处理电路118的详细结构仅为本发明众多实现方式的其中一种。举例来说，也可将像素级校正补偿电路126设置于子像素渲染电路124之前，此外，信号处理电路118也可包括其它类型的信号处理模块，关于信号处理电路118所包括的信号处理模块的类型及数量不应用以限制本发明的范畴。
综上所述，本发明提供了一种图像数据处理方法以及相关的图像处理装置。从帧缓冲器接收的图像数据可通过信号处理程序的处理，其具有一或多种信号处理操作，如数据解压缩、子像素渲染及/或像素级校正补偿等。在正常模式下，信号处理电路可对图像数据执行信号处理程序。通过信号处理电路的处理之后，源极驱动装置可输出图像数据至面板，以在面板上显示图像数据，此图像数据还被传送至帧缓冲器，以重新存储在帧缓冲器。在省电模式下，源极驱动装置可输出重新存储在帧缓冲器的图像数据，用以显示静态图像，例如息屏显示图像，此时可关闭信号处理电路内部模块以节省耗电。当新数据到达或图像设定改变时，图像处理装置可进入正常模式并唤醒信号处理电路。如此一来，在省电模式之下输出的最终显示数据仍通过相同于正常模式下的信号处理程序，因此可在不降低图像质量的情况下达到省电的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种处理图像数据的方法，用于一图像处理装置，该方法包括：
接收一图像数据；
将该图像数据存储在该图像处理装置的一帧缓冲器；
对从该帧缓冲器取得的该图像数据执行一信号处理程序，以产生一最终显示数据；
将该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器；以及
当该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器之后，进入一省电模式，并在该省电模式之下执行以下步骤：
关闭用来执行该信号处理程序的一信号处理电路；以及
输出重新存储在该帧缓冲器的该最终显示数据，以显示该最终显示数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在一正常模式之下，输出从该信号处理电路接收的该最终显示数据，以显示该最终显示数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该图像处理装置操作在该省电模式，该方法还包括：
当接收一新图像数据或一图像设定改变时，改为操作在该正常模式；以及
当未接收新图像数据且没有任何图像设定改变时，维持在该省电模式。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号处理程序包括解压缩程序、子像素渲染、及像素级校正补偿当中至少一者。
5.一种图像处理装置，包括：
一接收器，用来接收一图像数据；
一帧缓冲器，用来存储该图像数据；
一信号处理电路，用来对从该帧缓冲器取得的该图像数据执行一信号处理程序，以产生一最终显示数据，并传送该最终显示数据至该帧缓冲器，以将该最终显示数据重新存储在该帧缓冲器；以及
一输出驱动装置，用来在一省电模式之下输出重新存储在该帧缓冲器的该最终显示数据，以显示该最终显示数据；
其中，该信号处理电路在该省电模式之下被关闭。
6.如权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，在一正常模式之下，该输出驱动装置还用来输出从该信号处理电路接收的该最终显示数据，以显示该最终显示数据。
7.如权利要求6所述的图像处理装置，其特征在于，该图像处理装置操作在该省电模式，当接收一新图像数据或一图像设定改变时，该图像处理装置改为操作在该正常模式，或当未接收新图像数据且没有任何图像设定改变时，维持在该省电模式。
8.如权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，该信号处理电路包括一压缩译码器、一子像素渲染电路、及一像素级校正补偿电路当中至少一者。
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