CN113867676A - 显示系统、电子墨水显示屏的刷新方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了显示系统、电子墨水显示屏的刷新方法和电子设备，所述显示系统包括：视频流处理装置、当前帧更新缓存器、在前帧更新缓存器、电子墨水显示屏，其中，所述视频流处理装置对对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中，所述视频流处理装置从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，所述视频流处理装置基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧，可以优化显存调度效率。
Description
技术领域
本公开实施例涉及电子墨水显示屏的显示系统、电子墨水显示屏的刷新方法和电子设备。
背景技术
现有技术的电脑显示器(即，台式计算机显示器或笔记本计算机显示器)的显示技术多是基于CRT(阴极射线显像管技术)、LCD(液晶显示技术)、LED(发光二级管技术)。在这些显示器中，无论电子枪射击荧光涂层，还是内置灯管，抑或发光二极管自发光，对长时间凝视电脑显示器的用户来讲，基于上述技术的显示器都容易损伤视网膜。另外，现有技术的电脑显示器的普遍较低的屏幕分辨率也容易导致眼睛聚焦疲劳，从而导致电脑使用者的眼部整体疲劳，严重者甚至病变。
电子墨水技术(Electronic Paper Display，英文简称EPD)是借助环境光显示的新技术。EPD显示技术系将黑、白两色的带电颗粒(墨滴)封装于微胶囊结构中，由外加电场控制不同电荷黑白颗粒的升降移动，以呈现出黑白单色的显示效果，在电场的作用下，黑白两种不同的颗粒不停运动，当白色的颗粒上升到上表面时，所有的环境光照射到上表面被完全反射，这样就形成了白色的状态，也就是纸的状态。当交换电极后，两种颜色的颗粒会交换位置，这样白色的颗粒就可以到下面去了，黑色的颗粒就到上面，光被黑色的颗粒全部吸收，结果就导致黑色，也就形成了黑白显示。另外，在上表面也可以有混合的状态，两种不同的颗粒成比例的混合，这样可以形成黑白及有灰度层次的不同颜色。
由于EPD技术可呈现出高反射率、高对比的黑白显示效果，同时有记忆效果，当把外加电场取消后，即时显示当前所呈现的显示，如同一张打印好的纸所显示的内容。由于具有双稳定性，在电源电场取消之后，仍然在EPD显示屏上将图像保留几个月或者几年。该技术因为可以借助环境光实现反射式显示，类似普通纸张的印刷显示效果。所以，相对自发光的CRT、LED、LCD、OLED等传统显示屏，EPD显示屏不容易使人眼疲劳，长时间凝视不会损害视网膜。此外，EPD显示屏还具有耗电量低、节能省电的优势。目前，EPD技术一直被应用在电子书等手持电子阅读器设备上。
EPD显示屏已广泛应用在电子书、货架标签等小尺寸电子设备上。而且，当前已经存在诸如基于EPD显示屏的可以播放连续画面的电脑显示器之类的显示系统。但是，在尝试利用现有技术的基于EPD显示屏的显示系统播放视频流(例如，从互联网获取的流媒体)时，由于在视频流的处理方式、处理后的数据的传输和存储方式、EPD显示屏的刷新方式等方面的限制，难以在EPD显示屏上较为流畅地显示视频流。具体而言，现有技术的显示系统结构和显存调度技术限制了EPD显示屏显示视频流的整体效率。
发明内容
本公开实施例的目的在于提供显示系统、电子墨水显示屏的刷新方法和电子设备，本公开实施例优化了显示系统结构和显存调度技术，基于双帧缓存器的帧缓存方式，快速调度从视频流中提取的相邻的两个图像帧并比对出差别以刷新电子墨水显示屏，克服了现有技术的基于EPD显示屏的显示器在显示视频流时的缺点。
第一方面，本公开实施例中提供了一种显示系统，包括：
视频流处理装置、当前帧更新缓存器、在前帧更新缓存器、电子墨水显示屏，
其中，
所述视频流处理装置对对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中，
所述视频流处理装置从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，
所述视频流处理装置基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧。
结合第一方面，本公开在第一方面的第一种实现方式中，所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器均仅存储一帧。
结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，本公开在第一方面的第二种实现方式中，所述视频流处理装置包括：
图像帧采样模块，其用于对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中；
操作数据模块，其用于从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，并且基于所述差别生成操作数据；
选通/源驱动器，其用于根据所述操作数据生成选通/源驱动信号以基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新。
结合第一方面的第二种实现方式，本公开在第一方面的第三种实现方式中，所述图像帧采样模块以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。
第二方面，本公开实施例中提供了一种电子墨水显示屏的刷新方法，其特征在于，包括：
对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧；
将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器中；
从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别；
基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧。
结合第二方面，本公开在第二方面的第一种实现方式中，在从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧之后，还包括：
将所述当前帧迁移到所述在前帧更新缓存器以替代所述当前帧的前一帧。
结合第二方面，本公开在第二方面的第二种实现方式中，所述对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，包括：
以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。
结合第二方面、第二方面的第一种实现方式和第二种实现方式任一项，本公开在第二方面的第三种实现方式中，一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器中。
结合第二方面的第三种实现方式，本公开在第二方面的第四种实现方式中，所述像素的数据表示所述像素的灰阶。
第三方面，本公开实施例中提供了一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如第二方面、第二方面的第一种实现方式至第四种实现方式任一项所述的方法。
本公开实施例的有益效果是：根据本公开实施例的显示系统，通过视频流处理装置、当前帧更新缓存器、在前帧更新缓存器、电子墨水显示屏，其中，所述视频流处理装置对对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中，所述视频流处理装置从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，所述视频流处理装置基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。而且，通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
根据本公开的实施例，通过所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器均仅存储一帧，可以将显示系统使用的显存最小化，降低显示系统的成本。而且通过工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。
根据本公开的实施例，通过所述视频流处理装置包括：图像帧采样模块，其用于对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中；操作数据模块，其用于从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，并且基于所述差别生成操作数据；选通/源驱动器，其用于根据所述操作数据生成选通/源驱动信号以基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。而且，通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
根据本公开的实施例，通过所述图像帧采样模块以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，可以使得显示系统可以根据电子墨水显示屏的刷新频率来从视频流提取所要显示的帧，保证了显示系统的现实效率，而且不会浪费视频流处理部分的处理能力。
根据本公开的实施例，通过对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧；将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器中；从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别；基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。而且，通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
根据本公开的实施例，通过在从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧之后，还包括：将所述当前帧迁移到所述在前帧更新缓存器以替代所述当前帧的前一帧，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。
根据本公开的实施例，通过所述对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，包括：以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，可以使得显示系统可以根据电子墨水显示屏的刷新频率来从视频流提取所要显示的帧，保证了显示系统的现实效率，而且不会浪费视频流处理部分的处理能力。
根据本公开的实施例，通过一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器中，可以以像素为单位比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的像素级差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
根据本公开的实施例，通过所述像素的数据表示所述像素的灰阶，可以通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
附图说明
图1是根据相关技术的基于电子墨水技术的显示系统的示意性结构的框图。
图2是根据本公开实施例具体实施方式的基于电子墨水技术的显示系统的示意性结构的框图。
图3是根据本公开实施例具体实施方式的电子墨水显示屏的刷新方法的流程图。
图4是根据本公开实施例具体实施方式的电子设备的示意性结构的框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本公开实施例进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开实施例的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开实施例的概念。
图1是根据相关技术的基于电子墨水技术的显示系统的示意性结构的框图。
如图1所示，相关技术的基于电子墨水技术的显示系统包括微控制电路101、时序控制器102、显存103和电子墨水显示屏104。微控制电路101接收画面信号，并且向时序控制器102提供画面信号。而且，微控制电路101可以向时序控制器102提供视频画面刷新模式。在相关技术中，微控制电路101接收的画面信号不是视频流信号，而是经过视频图像转换的画面信号。例如，在相关技术中，显示系统还可以包括视频图像转换装置(图1中未示出)，其从外部接收诸如视频流之类的视频信号，并将视频信号转换为适于在电子墨水显示屏上显示的具有不同灰度的画面信号，并将具有不同灰度的画面信号提供给微控制电路101。当然，执行视频图像转换功能的模块可以不包括在基于电子墨水技术的显示系统中，而是作为显示系统以外的部分。在相关技术中，微控制电路101接收的画面信号是具有不同灰度的画面信号，而非通过例如有线网络或无线网络传输的视频信号。
如图1所示，时序控制器102可以包括数据传输模块1021、操作数据模块1022和选通/源驱动器1023。数据传输模块1021接收微控制电路101传输的画面信号，并且将接收到的画面信号(图像帧)传输到显存103。
如图1所示，显存103包括图像缓存器1031、在前图像更新缓存器1032、当前图像更新缓存器1033。数据传输模块1021传输到显存103的图像帧首先被存储到图像缓存器1031。在时序控制器102开始对电子墨水显示屏104进行刷新的情况下，在图1中的步骤S1，时序控制器102控制显存103将图像缓存器1031中的图像帧迁移到当前图像更新缓存器1033。接下来，在图1中的步骤S2，时序控制器102的操作数据模块1022从当前图像更新缓存器1033和在前图像更新缓存器1032同时进行读取操作，即，从当前图像更新缓存器1033读取当前要显示的图像帧，从在前图像更新缓存器1032读取当前要显示的图像帧的前一图像帧。操作数据模块1022对当前要显示的图像帧和当前要显示的图像帧的前一图像帧进行比对，计算出驱动电子墨水显示屏104所需的数据，提供给选通/源驱动器1023以对电子墨水显示屏104进行驱动。在电子墨水显示屏104刷新完毕后，在图1中的步骤S3，时序控制器102控制显存103将当前图像更新缓存器1033中的当前要显示的图像帧迁移到在前图像更新缓存器1032。
在相关技术的基于电子墨水技术的显示系统中，一个图像帧在显存中至少要迁移三次即，前述步骤S1、S2和S3。由于图像帧的迁移次数较多，使得相关技术的基于电子墨水技术的显示系统的整体数据传输、数据处理、刷新显示的效率都受到较大限制。尤其是，当视频数据是视频流时，相关技术的基于电子墨水技术的显示系统由于其架构和工作方式难以保证显示效果。而且，由于数据迁移过程较多，并且由于显存本身的物理特性限制，数据在迁移过程中出错的概率也会增加，因此，相关技术的基于电子墨水技术的显示系统的可靠性也受到影响。
在相关技术的基于电子墨水技术的显示系统中，图像缓存器1031、在前图像更新缓存器1032、当前图像更新缓存器1033可以是一个显存中的多个存储部分，也可以是多个单独的存储器。但是，无论图像缓存器1031、在前图像更新缓存器1032、当前图像更新缓存器1033如何构造，图像帧的迁移过程都会导致前述问题。
在相关技术中，如果在前图像更新缓存器1032和当前图像更新缓存器1033中存储的内容(帧)相同时，对当前要显示的图像帧和当前要显示的图像帧的前一图像帧进行比对的结果是没有差别(变化)。在此情况下，电子墨水显示屏依然执行刷新动作，但是这种刷新动作可以认为是“空刷新”，即，不改变显示的画面。
针对相关技术的问题，本公开实施例提出了新的基于电子墨水技术的显示系统的架构以及电子墨水显示屏的刷新方法。
在本公开的实施例中提出的基于电子墨水技术的显示系统可以无需外部装置进行视频信号处理而直接处理(采样)视频流以获取图像帧，并且优化了显存架构，在数据传输、数据处理、刷新显示的过程中只需要进行两次数据迁移，这使得显示系统的整体数据传输、数据处理、刷新显示的效率得以提高。以下参照图2描述根据本公开实施例的显示系统的结构。
图2是根据本公开实施例具体实施方式的基于电子墨水技术的显示系统的示意性结构的框图。
图2所示的显示系统与图1所示的显示系统相比，不包括微控制电路和时序控制器，而是包括视频流处理装置201。但是，视频流处理装置201具备图1中的时序控制器的全部或部分功能。根据本公开实施例具体实施方式的基于电子墨水技术的显示系统包括视频流处理装置201、显存202、电子墨水显示屏203。应该注意，图2所示的显存202包括两个帧缓存器，即，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022。在本公开的一个实施例中，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022可以是显存202中划分出的存储部分。在本公开的一个实施例中，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022可以是两个单独的存储器，这两个帧缓存器从整体上被看作显存202。即，图2所示的显示系统可以包括视频流处理装置201、当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022、电子墨水显示屏203。
在图2所示的显示系统中，视频流处理装置201对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个图像帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器2021中。在本公开的实施例中，图像帧也可以被称为画面帧，或者简称为帧。在本公开的实施例中，视频流处理装置201能够接收视频流，例如，通过有线网络或无线网络传播的流媒体的视频流。视频流处理装置201对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器2021中。在本公开的实施例中，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧可以指的是从视频流中提取顺序排列的图像帧。视频流处理装置201从当前帧更新缓存器2021读取当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器2022读取当前帧的前一帧，以比对出当前帧与当前帧的前一帧之间的差别。在本公开的一个实施例中，当前帧指的是视频流处理装置201当前从输入视频流获取的帧，即，视频流处理装置201最新提取出的图像帧。当前帧的前一帧指的是视频流处理装置201在提取出的当前帧之前最新提取的图像帧，也就是电子墨水显示屏203当前显示的帧。在本公开的一个实施例中，响应于电子墨水显示屏203的刷新操作，或者说，响应于视频流处理装置启动对电子墨水显示屏203进行刷新，视频流处理装置201从当前帧更新缓存器2021读取当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器2022读取当前帧的前一帧，以比对出当前帧与当前帧的前一帧之间的差别，从而生成操作数据。
本公开实施例的有益效果是：根据本公开实施例的显示系统，通过视频流处理装置、当前帧更新缓存器、在前帧更新缓存器、电子墨水显示屏，其中，所述视频流处理装置对对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中，所述视频流处理装置从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，所述视频流处理装置基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。而且，通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
在本公开的一个实施例中，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022均仅存储一帧。在本公开的一个实施例中，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022可以具有各种存储空间大小，例如，具有可以存储超过一帧的存储空间。本公开的实施例可以不对当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022的存储空间进行限制。
在一个实施例中，在从当前帧更新缓存器2021读取当前帧，同时从存储有当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器2022读取当前帧的前一帧之后，可以将当前帧迁移到在前帧更新缓存器2022以替代当前帧的前一帧。在此情况下，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022均仅存储一帧即可实现帧缓存。因此，在本公开的一个实施例中，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022可以仅具有存储一帧的存储空间。
根据本公开的实施例，通过所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器均仅存储一帧，可以将显示系统使用的显存最小化，降低显示系统的成本。而且通过工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。
在本公开的一个实施例中，视频流处理装置201可以包括图像帧采样模块2011、操作数据模块2012和选通/源驱动器2013。图像帧采样模块2011对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器2021中。操作数据模块2012从当前帧更新缓存器2021读取当前帧，同时从存储有当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器2022读取当前帧的前一帧，以比对出当前帧与当前帧的前一帧之间的差别，并且基于所述差别生成操作数据。选通/源驱动器2013根据操作数据生成选通/源驱动信号以基于所述差别对电子墨水显示屏203进行刷新。
在本公开的一个实施例中，图像帧采样模块2011可以是单独的硬件，例如，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，也可以是软件和硬件的组合。图像帧采样模块2011可以以不同的频率从视频流中提取图像帧，例如，每秒视频流提取20帧、24帧、25帧、30帧、48帧、60帧等等。在本公开的一个实施例中，可以根据视频流处理装置201的数据处理能力，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022的数据存取速度、电子墨水显示屏203的刷新速度等各种因素来确定视频流处理装置201的提取图像帧的频率。
在本公开的一个实施例中，图像帧采样模块2011以与电子墨水显示屏203进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。在本公开的实施例中，由于电子墨水显示屏自身的特性，一般情况下其刷新频率比其它类型的显示器，例如、CRT显示器、LCD显示器等，要低一些。因此，将图像帧采样模块2011从视频流提取图像帧的频率限制为与电子墨水显示屏203的刷新频率相同，可以避免图像帧采样模块2011以过高的频率提取图像帧所导致的电子墨水显示屏203来不及进行刷新从而使得图像帧多余的情况。在本公开的实施例中，图像帧采样模块2011可以以比电子墨水显示屏203进行刷新的频率低的频率从视频流提取图像帧，但是这样的会导致电子墨水显示屏203对视频流的显示质量下降。
根据本公开的实施例，通过所述图像帧采样模块以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，可以使得显示系统可以根据电子墨水显示屏的刷新频率来从视频流提取所要显示的帧，保证了显示系统的现实效率，而且不会浪费视频流处理部分的处理能力。
如图2所示，在本公开实施例的显示系统中，一个图像帧在显存中需迁移两次，即，图2所示的步骤S11和步骤S12。在步骤S11，操作数据模块2012从当前帧更新缓存器2021读取当前帧，同时从在前帧更新缓存器2022读取当前帧的前一帧。在步骤S12，视频流处理装置201(或者其中的操作数据模块2012)将当前帧从当前帧更新缓存器2021迁移到在前帧更新缓存器2022以替代当前帧的前一帧。即，在电子墨水显示屏203进行刷新操作以显示当前帧时，将当前帧从当前帧更新缓存器2021迁移到在前帧更新缓存器2022以替代(或覆盖)当前帧的前一帧，此时在前帧更新缓存器2022存储当前帧，而当前帧更新缓存器2021中的当前帧可以被删除或者可以由视频流处理装置201从视频流提取的当前帧的下一帧替代(或覆盖)。在步骤S12之后，图像帧采样模块2011可以将获取到的当前帧的下一帧存储到当前帧更新缓存器2021中以替代(或覆盖)当前帧。
在本公开的实施例中，由于图像帧的迁移次数很少，使得显示系统的整体数据传输、数据处理、刷新显示的效率都得以提高。尤其是，当输入显示系统的视频数据是视频流时，本公开实施例的显示系统可以保证显示效果。而且，由于数据迁移操作很少，数据在迁移操作中出错的概率相较于相关技术也较小，因此，根据本公开实施例的显示系统的可靠性也可以提高。
在本公开的一个实施例中，如果在当前帧从当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022中存储的内容(帧)相同时，对当前帧和当前帧的前一帧进行比对的结果是没有差别(变化)。例如，针对当前帧和当前帧的前一帧的每个像素点(像素数据)计算出来的电子墨水显示屏的刷新操作都是不刷新(例如，操作数据为00)。在此情况下，电子墨水显示屏依然执行刷新动作，但是这种刷新动作可以认为是“空刷新”，即，不改变显示的画面。
在根据本公开实施例的显示系统中，完整的更新(即，完成从接收视频流到电子墨水显示屏画面刷新)一帧电子墨水显示屏的图像的总时间记为T，其中会经历采样时间，屏幕刷新时间和等待采样时间，分别记为Ts，Tu，Tw。采样指的是从视频流中提取图像帧。
在采样时间Ts的过程中，包含了视频流中的一帧的接收时间、视频流的一帧的处理时间、将采样的帧向显存存储的时间。在本公开的一个实施例中，采样时间Ts可以被控制到与视频流中的一帧的传输时间一致。即，一帧的开头传输到显示系统，前一帧正好完成采样。在本公开的一个实施例中，视频流的帧率可能与显示系统采样的频率不一致，即，视频流的帧率高于显示系统采样的频率，此时，显示系统采样得到的相邻两帧在视频流中可能不是相邻的帧。
在电子墨水显示屏的刷新时间Tu中，经过逐行扫描让所有像素的微胶囊中的墨滴都运动一次的时间为tu，共需要N次刷新达到指定灰阶(例如，前述目标的像素的灰度)，即Tu＝tu*N，其中，N为正整数。
在经过刷新时间Tu对电子墨水显示屏刷新后，再等待一段时间Tw，即可进行下一次采样。因为每一次采样都必须从视频流的一帧图像的开头进行，因此，采样时间Ts、屏幕刷新时间Tu和等待采样时间Tw三者之间必然有如下关系：Tu+Tw＝k*Ts，其中k为正整数。
通过对显示系统的参数的调整和控制，可以使等待采样时间Tw足够小，从而忽略不计。将完整的更新一帧电子墨水显示屏的图像的总时间简化为，T＝Ts+Tu＝Ts+N*tu。
在本公开的一个实施例中，通过设置当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022来分别缓当前帧和当前帧的前一帧并且在刷新过程中对这两个缓存器中的帧进行两次迁移，是一种优化采样时间Ts的技术手段。通过优化采样时间Ts，可以缩小更新一帧电子墨水显示屏的图像的总时间T。
在本公开的一个实施例中，操作数据模块2012可以从当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022中分别读取所述电子墨水显示屏所显示的当前帧和所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，并且基于所述差别基于所述差别生成操作数据。与图像帧采样模块2011类似，操作数据模块2012也可以是硬件或者软硬件的组合。
在本公开的一个实施例中，所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别可以指的是两个图像帧的同一位置(像素)之间的差别，例如，当前帧左上角第一个像素与当前帧的前一帧的左上角第一个像素之间的差别。在本公开的一个实施例中，可以逐像素的比较当前帧与当前帧的前一帧之间的差别以获取像素之间的差别，从而获取两个图像帧之间的差别。在本公开的一个实施例中，操作数据模块2012将基于所述差别生成的操作数据提供给选通/源驱动器2013，以供选通/源驱动器2013根据所述操作数据生成选通/源驱动信号以基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新。在本公开的一个实施例中，差别指的是当前帧相对于当前帧的前一帧的哪些像素发生的具体变化，选通/源驱动器2013根据所述差别生成的选通/源驱动信号仅驱动电子墨水显示屏203刷新发生变化的像素，以显示当前帧。
在本公开的一个实施例中，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022中按照一个像素的数据作为一个单元进行存储。因此，一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022中。在本公开的一个实施例中，像素的数据表示所述像素的灰阶，即，多阶灰度数据。在本公开的一个实施例中，一个单元的比特数可以为1比特、或者2比特、或者4比特、或者8比特等等。1比特的数据对应于2灰阶(即，2阶灰度)，2比特的数据对应于4灰阶(即，4阶灰度)，4比特的数据对应于16灰阶(即，16阶灰度)，8比特的数据对应于256灰阶(即，256阶灰度)。
根据本公开的实施例，通过一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器中，可以以像素为单位比对分别存储在当前帧更新缓存器和在前帧更新缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的像素级差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
在一个示例中，当开始对电子墨水显示屏203刷新时，以在前帧更新缓存器2022中的帧为“源”，当前帧更新缓存器2021中的帧为“目标”，根据“目标”相对于“源”的差别进行刷新。例如，当准备显示的帧是2灰阶时，如果源为0(黑)，目标为1(白)，则生成推动电子墨水显示屏203中的对应于源的目标像素的微胶囊中的墨滴往白色运动的控制信号。对于不同接口的电子墨水显示屏，该控制信号格式不同。例如，对于TTL接口的电子墨水显示屏，该控制信号为01，对于Mini-LVDS接口的电子墨水显示屏，该控制信号为011。例如，当准备显示的帧是2灰阶时，如果源为1(白)，目标为0(黑)，则生成推动电子墨水显示屏203中的对应于源的目标像素的微胶囊中的墨滴往黑色运动的控制信号。例如，对于TTL接口的电子墨水显示屏，该控制信号为10，对于Mini-LVDS接口的电子墨水显示屏，该控制信号为100。当需要显示的帧的灰阶级＞2时，则需要利用预设的查找表查找从源到目标的多步往黑或往白的运动数据。查找表可以是电子墨水显示屏的制造商提供的，也可以是电子墨水显示屏的用户根据自身的需要以及电子墨水显示屏的实际情况设置的。
图2所示的显示系统的结构仅仅是示例，图2中的视频流处理装置201的结构不限于图2所示，其中所包括的部件或模块仅仅是为了便于说明视频流处理装置201的功能而示例性列出，其可以包括更多或更少的部件或模块，也可与包括与图2所示不同的部件或模块，只要完成视频流处理装置201的功能即可。例如，图2中的视频流处理装置201可以将显存202(即，当前帧更新缓存器2021和在前帧更新缓存器2022)结合在内。本公开对视频流处理装置201的结构不作限制。
以下参照图3描述根据本公开实施例的电子墨水显示屏的刷新方法。
图3是根据本公开实施例具体实施方式的电子墨水显示屏的刷新方法的流程图。图3所示的电子墨水显示屏的刷新方法包括步骤S301、S302、S303和S304。
在步骤S301中，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。
在步骤S302中，将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器中。
在步骤S303中，从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别。
在步骤S304中，基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧。
根据本公开的实施例，通过对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧；将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器中；从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别；基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。而且，由于显示系统的整体结构的优化使得基于电子墨水技术的显示系统从接收视频流到进行显示的整体效率得以提高。而且，通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
在本公开的一个实施例中，在步骤S303之后，还包括：将所述当前帧迁移到所述在前帧更新缓存器以替代所述当前帧的前一帧。
根据本公开的实施例，通过在从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧之后，还包括：将所述当前帧迁移到所述在前帧更新缓存器以替代所述当前帧的前一帧，可以基于对显存结构的优化和工作方式的改进减少电子墨水显示屏进行显示所需的数据在显存中的迁移过程，优化显存调度效率。
在本公开的一个实施例中，步骤S301包括：以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。
根据本公开的实施例，通过所述对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，包括：以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，可以使得显示系统可以根据电子墨水显示屏的刷新频率来从视频流提取所要显示的帧，保证了显示系统的现实效率，而且不会浪费视频流处理部分的处理能力。
在本公开的一个实施例中，一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器中。
根据本公开的实施例，通过一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器中，可以以像素为单位比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的像素级差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
在本公开的一个实施例中，所述像素的数据表示所述像素的灰阶。
根据本公开的实施例，通过所述像素的数据表示所述像素的灰阶，可以通过比对分别存储在两个缓存器中的当前帧和当前帧的前一帧以获取帧的差别，进而基于帧的差别来刷新电子墨水显示屏，这也可以使得电子墨水显示屏中的尽量少的像素进行状态改变，从而可以提高刷新效率，优化显示效果。
在一个可能的设计中，前述显示系统的结构可实现为电子设备，如图4中所示，该电子设备400可以包括处理器401和存储器402。
所述存储器402用于存储支持处理器执行上述任一实施例中电子墨水显示屏的刷新方法的程序，所述处理器401被配置为用于执行所述存储器402中存储的程序。在本公开的一个实施例中，存储器402仅用于存储程序，不用于帧存储。
所述存储器402用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器401执行以实现前述各方法步骤中的全部或部分步骤。
本公开示例性实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存所述本公开实施例所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述任一实施例中的方法所涉及的程序，从而具备方法所带来的技术效果。
在本公开的一个实施例中，前述方案可以应用彩色电子墨水显示屏。在彩色电子墨水显示屏中，每一个像素表面涂上彩色的滤光片，像素实现还是采用黑白色的电子墨水技术。通过每个像素的黑白程度(灰度)，就可以实现对应的颜色的色值。其具体实现方式可以通过相关技术获得，本公开对此不做赘述。
本领域技术人员还可以了解到本公开实施例实施方式列出的各种说明性逻辑块，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性，上述的各种说明性部件，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本公开实施例实施方式保护的范围。
本公开实施例实施方式中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
本公开实施例实施方式中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
以上所述的具体实施方式，对本公开实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本公开实施例的保护范围，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种显示系统，其特征在于，包括：
视频流处理装置、当前帧更新缓存器、在前帧更新缓存器、电子墨水显示屏，
其中，
所述视频流处理装置对对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中，
所述视频流处理装置从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，
所述视频流处理装置基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器均仅存储一帧。
3.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，所述视频流处理装置包括：
图像帧采样模块，其用于对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，并且将所述多个帧中当前帧存储到所述当前帧更新缓存器中；
操作数据模块，其用于从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别，并且基于所述差别生成操作数据；
选通/源驱动器，其用于根据所述操作数据生成选通/源驱动信号以基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新。
4.根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于，所述图像帧采样模块以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。
5.一种电子墨水显示屏的刷新方法，其特征在于，包括：
对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧；
将所述多个帧中当前帧存储到当前帧更新缓存器中；
从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧，以比对出所述当前帧与所述当前帧的前一帧之间的差别；
基于所述差别对所述电子墨水显示屏进行刷新以显示所述当前帧。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在从所述当前帧更新缓存器读取所述当前帧，同时从存储有所述当前帧的前一帧的在前帧更新缓存器读取所述当前帧的前一帧之后，还包括：
将所述当前帧迁移到所述在前帧更新缓存器以替代所述当前帧的前一帧。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧，包括：
以与所述电子墨水显示屏进行刷新的频率相同的频率，对输入视频流进行采样以获得顺序排列的多个帧。
8.根据权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，一帧中的一个像素的数据作为一个单元存储在所述当前帧更新缓存器和所述在前帧更新缓存器中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述像素的数据表示所述像素的灰阶。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如权利要求5至9任一项所述的方法。
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