CN111626915B

CN111626915B - 一种图像显示方法

Info

Publication number: CN111626915B
Application number: CN202010473254.0A
Authority: CN
Inventors: 王恺; 郑开放; 田冬冬; 刘磊
Original assignee: Continental Automotive Body Electronic System Wuhu Co Ltd
Current assignee: Continental Automotive Body Electronic System Wuhu Co Ltd
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: CN111626915A

Abstract

本发明提供一种图像显示方法，图像显示装置包括控制器或图像处理单元与显示屏，所述方法包括以下步骤：控制器或图像处理单元渲染图像资源，得到第一图像，第一图像的尺寸小于显示屏的尺寸；控制器或图像处理单元以第一比例因子线性放大第一图像，第一比例因子大于优化临界值，得到第二图像，第二图像的尺寸与显示屏的尺寸相同；将第二图像输出到显示屏显示。本发明提供的图像显示方法，渲染较小的图像，再线性放大到显示屏的尺寸进行显示，能够有效地提升屏幕的刷新频率，这样可以使用低端芯片达到流畅的显示效果，以降低仪表硬件成本。

Description

一种图像显示方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种图像显示方法。

背景技术

随着汽车向着智能化的发展，仪表屏幕的尺寸也越来越大，同时为了保证更流畅的显示效果，例如指针，需要更高的刷新频率(帧率)，大屏幕、高刷新频率意味着对图像处理单元GPU和总线带宽更高的要求，往往会采用高端芯片，导致仪表硬件成本的居高不下。

如图1所示，图像显示装置包括第一存储器EXF、图像处理单元GPU与显示屏LCD，第一存储器EXF为闪存存储器，图像处理单元GPU包括内部存储器VRAM，采用图像处理单元GPU进行图像显示处理，图像处理单元GPU为D1M1A，显示屏LCD为800*480。

图像显示装置还包括第一存储器SDRAM，第一存储器SDRAM与图像处理单元GPU连接，图像资源存储于第一存储器SDRAM，第一存储器SDRAM为外部存储器。

现有技术中的图像显示的过程如下：

·将存储于第一存储器EXF的图像(800*480)渲染为图层，存储于内部存储器VRAM；

·将图层输出到显示屏LCD显示。

例如显示屏尺寸为800*480，期望的帧率为20FPS，图像处理单元GPU在一定帧率(例如20FPS)下渲染图像(800*480)整个区域，渲染的平均处理速度必须达到：

Spr＝800*480*20＝7.68(MPix/s)

D1M1A能够达到这样的平均渲染性能，保证图像以20FPS帧率流畅显示。

如果帧率为30FPS，渲染的平均处理速度必须达到：

Spr＝800*480*30＝11.52(Mpix/s)

对于D1M1A，可能不能达到11.52Mpixel/s(800*480@30FPS)，无法保证800*480图像以30FPS帧率流畅显示，因而会转而采用高端芯片，导致仪表硬件成本的居高不下。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的问题是提供一种图像显示方法，渲染较小的图像，再线性放大到显示屏的尺寸进行显示，能够有效地提升屏幕的刷新频率，这样可以使用低端芯片达到流畅的显示效果，以降低仪表硬件成本。

本发明提供一种图像显示方法，图像显示装置包括控制器或图像处理单元与显示屏，所述方法包括以下步骤：

控制器或图像处理单元渲染图像资源，得到第一图像，第一图像的尺寸小于显示屏的尺寸；

控制器或图像处理单元以第一比例因子线性放大第一图像，第一比例因子大于优化临界值，得到第二图像，第二图像的尺寸与显示屏的尺寸相同；

将第二图像输出到显示屏显示。

进一步地，优化临界值为第一优化临界值，第一优化临界值为对图像资源渲染的处理时间Tr与对第一图像线性放大的处理时间Ts之和等于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td时的比例因子。

进一步地，线性放大的比例因子越大，第一图像的尺寸越小，渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和越小，将图像资源显示在显示屏LCD上的显示处理时间T越小。

进一步地，帧率越大，优化临界值越大。

进一步地，优化临界值为第二优化临界值，第二优化临界值为渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k时的比例因子，k大于1。

进一步地，控制器或图像处理单元能够渲染与显示屏的尺寸相同、期望帧率为Fr的图像，如果渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k，控制器或图像处理单元能够流畅显示帧率为k*Fr的图像。

进一步地，图像显示装置还包括与控制器或图像处理单元连接第一存储器与第二存储器，第一存储器用于存储图像资源，第二存储器用于存储第一图像。

进一步地，第一存储器为闪存存储器，第二存储器为同步动态随机存取内存。

进一步地，第二图像存储于控制器的内部存储器或图像处理单元的内部存储器。

与现有技术相比，本发明提供的图像显示方法，具有以下有益效果：渲染较小的图像，再线性放大到显示屏的尺寸进行显示，能够有效地提升屏幕的刷新频率，这样可以使用低端芯片达到流畅的显示效果，以降低仪表硬件成本。

附图说明

图1是现有技术中的图像显示的示意图；

图2是本发明的一个实施例的图像显示的示意图；

图3是平均放大处理速度Sps与比例因子S的关系曲线；

图4是显示处理时间T与比例因子S的关系曲线。

具体实施方式

如图2所示，图像显示装置包括图像处理单元GPU与显示屏LCD，本实施例中，采用图像处理单元GPU进行图像显示处理，例如图像处理单元GPU为D1M1A，显示屏LCD为800*480。在其他的实施例中，图像显示装置也可以采用控制器进行图像显示处理。

本发明的一个实施例的图像显示方法，包括以下步骤：

图像处理单元GPU渲染图像资源，得到第一图像，第一图像的尺寸小于显示屏LCD的尺寸；

图像处理单元GPU以第一比例因子S1线性放大第一图像，第一比例因子S1大于第一优化临界值Sc1，得到第二图像，第二图像的尺寸与显示屏LCD的尺寸相同，第二图像存储于第二存储器VRAM；

将第二图像输出到显示屏LCD显示。

图像处理单元GPU包括内部存储器VRAM，用于存放第二图像，以D1M1A为例，其内部存储器VRAM大小有限，无法同时放下第一图像和第二图像。

图像显示装置还包括与图像处理单元GPU连接第一存储器EXF与第二存储器SDRAM，本实施例中，第一存储器EXF为闪存存储器，用于存储图像资源，图像资源可以理解为图像模型和图像资源碎片；第二存储器SDRAM为同步动态随机存取内存，可外扩但是速度相对慢，用于存储第一图像，第一图像是将图像资源按照一定的逻辑组合好后渲染成的一幅图像。

将图像资源显示到显示屏LCD上的显示处理时间T为渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和。

渲染的处理时间Tr为：

其中，S为第一图像线性放大到显示屏的尺寸的比例因子，Spr为图像处理单元渲染的平均处理速度。

线性放大的处理时间Ts为：

其中，Sps为图像处理单元平均放大处理速度，可以通过将第一图像放大为第二图像，在图像处理单元GPU测量获得，例如测量获得的数据如下表：

绘制的平均放大处理速度Sps与放大因子S的数据点，得到如图3所示的拟合曲线：Sps＝2.0284S²–17.637S+59.089。

将图像资源显示在显示屏上的显示处理时间T为：

根据上述拟合曲线，计算得到如图4所示的将图像资源显示在显示屏上的显示处理时间T与比例因子的关系曲线。

渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td为：

当T＝Td时，渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和等于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td时的比例因子，对应的比例因子为优化临界值Sc1为：

对于帧率30FPS，Spr为11.52，带入Sps的拟合曲线，形成三次方程，解该三次方程，得到优化临界值Sc1为1.29，同样可以计算其他帧率对应的优化临界值Sc1，具体如下表所示：

从数据中可以看出：帧率越高，对应的平均渲染处理速度Spr、优化临界值Sc1越大。

图像处理单元GPU以第一比例因子S1线性放大第一图像，第一比例因子S1大于优化临界值Sc1，例如第一比例因子S1选择1.56，具体地，将1.56开平方得到1.25，800/1.25＝640，480/1.25＝384，第一图像为640*384，第一图像的尺寸小于显示屏LCD的尺寸，小尺寸的图像渲染的处理时间Tr更短，Tr＝21.4ms，Ts＝6.7ms(Sps＝36.51)，Td＝33ms；T＝Tr+Ts＝28.1<Td。

也就是说，对于帧率为30FPS的图像，当T<Td时，渲染较小的第一图像，再线性放大到显示屏的尺寸进行显示的方式，每一帧的处理时间T更短，显示性能优于直接渲染与显示屏的尺寸相同的图像进行显示的方式。

根据比例因子S与显示处理时间T的数据，可以绘制如图4所示的显示处理时间T与比例因子S的关系曲线，从中可以看出：比例因子S越大，第一图像的尺寸越小，渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和越小，将图像资源显示在显示屏LCD上的显示处理时间T越小。

如果显示处理时间T小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k，k大于1，相当于采用一款高端芯片，其平均渲染处理速度为k*Spr，即图像处理单元D1M1A的平均渲染处理速度Spr的k倍，直接渲染与显示屏的尺寸相同的图像进行显示的方式的处理时间Tkd为：

优化临界值为第二优化临界值Sc2，第二优化临界值Sc2为渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k时的比例因子，k大于1，即：

得到：

当采用大于第二优化临界值Sc2的第一比例因子S1放大第一图像进行显示，图像处理单元D1M1A显示k倍帧率的图像，相当于采用了高端芯片。

例如，对于采用图像处理单元D1M1A，在800*480的显示屏上显示，k＝1.2，帧率从25FPS提高到30FPS，第二优化临界值Sc2为1.51；k＝2.4，帧率从25FPS提高到60FPS，第二优化临界值Sc2为3.42。

控制器或图像处理单元能够渲染与显示屏的尺寸相同、期望帧率为Fr的图像，如果渲染处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k。

也就是说，对于帧率为30FPS的图像，当T<Tkd时，采用渲染较小的第一图像，再线性放大到显示屏LCD的尺寸进行显示的方式，每一帧的处理时间T更短，显示性能优于直接渲染与显示屏的尺寸相同的图像且平均渲染处理速度为k*Spr进行显示的方式。

选择第一比例因子S1为1.56，大于第二优化临界值Sc2(1.51)，也能够流畅显示帧率为1.2*25FPS的图像。

如上所述，如果显示处理时间T小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k(Tkd)，使用图像处理单元D1M1A(低端芯片)借助于本实施例中的显示方式，其显示性能优于采用平均渲染处理速度为k*Spr的高端芯片，即使用低端芯片能够流畅显示帧率为k*Fr的图像，以降低仪表硬件成本。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种图像显示方法，其特征在于，图像显示装置包括控制器或图像处理单元与显示屏，所述方法包括以下步骤：

将第二图像输出到显示屏显示；

其中，线性放大的比例因子越大，第一图像的尺寸越小，渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和越小，将图像资源显示在显示屏上的显示处理时间T越小；

优化临界值为第一优化临界值，第一优化临界值为对图像资源渲染的处理时间Tr与对第一图像线性放大的处理时间Ts之和等于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td时的比例因子；或者

优化临界值为第二优化临界值，第二优化临界值为渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k时的比例因子，k大于1。

2.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，帧率越大，优化临界值越大。

3.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，控制器或图像处理单元能够渲染与显示屏的尺寸相同、期望帧率为Fr的图像，如果渲染的处理时间Tr与线性放大的处理时间Ts之和小于渲染与显示屏尺寸相同的图像的处理时间Td的1/k，控制器或图像处理单元能够流畅显示帧率为k*Fr的图像。

4.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，图像显示装置还包括与控制器或图像处理单元连接第一存储器与第二存储器，第一存储器用于存储图像资源，第二存储器用于存储第一图像。

5.如权利要求4所述的图像显示方法，其特征在于，第一存储器为闪存存储器，第二存储器为同步动态随机存取内存。

6.如权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，第二图像存储于控制器的内部存储器或图像处理单元的内部存储器。