CN1291305C - 利用压缩技术的影像显示装置及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用压缩技术的影像显示装置及其显示方法，其中显示方法包括提供一图像数据与一屏幕数据；将该屏幕数据压缩，得到一压缩屏幕数据；传送该压缩屏幕数据至一影像处理引擎；该影像处理引擎解压缩该压缩屏幕数据，得到一屏幕数据；以及该影像处理引擎叠合该屏幕数据与该图像数据，得到一输出影像。将屏幕信息与影像信息实时结合并输出到显示器，利用屏幕信息重复性高的特性，加入实时压缩与解压缩屏幕信息的功能，节省数据传送频宽及耗电，提高影像显示的效率。

Description

利用压缩技术的影像显示装置及其显示方法

技术领域

本发明涉及一种利用压缩技术的影像显示装置及其显示方法，尤其涉及一种利用压缩技术来节省数据传送频宽及耗电，以更有效率显示影像的装置及方法。

背景技术

在一个具有人机操作界面的显示器中，除了影像信息的显示，还有屏幕信息的显示问题。所谓屏幕信息(On Screen Data)泛指人机操作界面所呈现在画面上的文字、指针与图形。在数字相机或数字摄影机、播放机这类产品中，一般的处理方式是，将影像信息与屏幕信息在一显示内存中混合后，合成最后的影像再输出至显示器。

如图1所示，视频内存101中不同的区段中，储存了图像数据102与屏幕数据103，这些数据输入影像处理引擎105，经过混合控制器104的迭合处理后，直接输出至液晶显示器106或电视107。

其中屏幕数据103主要是由人机界面软件所产生的文字、符号或图形，在交互式的操作过程中，呈现在显示器上。该屏幕数据103的内容，一般而言，不如图像数据102那般复杂多彩，至多是由数种颜色或单一颜色组成的，具有固定样式的文字图形。因此一般传统的技术中，将这些固定样式的文字图形，比如说英文字母、光标、标点符点、数字等，都预先以图形数据的方式储存在装置里的只读存储器中或程序数据节段中。在使用时由程序读出所需要的字母符号片段，经过排列组合而得到屏幕数据103。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用压缩技术的影像显示装置及显示方法利用压缩技术来节省数据传送频宽及耗电，以更有效率显示影像。

本发明提供一种利用压缩技术的影像显示方法，包括下列步骤：提供一图像数据与一屏幕数据；将该屏幕数据压缩，得到一压缩屏幕数据；将该压缩屏幕数据存储在一视频内存中；传送该压缩屏幕数据至一影像处理引擎；该影像处理引擎解压缩该压缩屏幕数据，得到一屏幕数据；以及该影像处理引擎迭合该屏幕数据与该图像数据，得到一输出影像。

本发明提供一种利用压缩技术的影像显示装置，一编码器，用以将一屏幕数据压缩成一压缩屏幕数据；一译码器，用以解压缩该压缩屏幕数据，得到一屏幕数据以得到一还原的屏幕数据；一混合器，用以将该屏幕数据与一图像数据迭合处理，得到一输出影像；一视频内存，用以储存该图像数据，该屏幕数据与该压缩屏幕数据；以及一显示器，用以显示该输出影像。

附图说明

图1为一传统的屏幕信息与影像信息显示装置；

图2a为本发明的利用压缩技术的影像显示装置；

图2b为本发明的利用压缩技术的影像显示方法流程；

图3a为本发明的运行长度编码法压缩技术方法；

图3b为本发明的运行长度编码法解压缩技术方法。

其中，附图标记：

101～视频内存          102～图像数据

103～屏幕数据          104～混合控制器

105～影像处理引擎      106～液晶显示器

107～电视              201～OSD编码器

202～OSD译码器         204～压缩屏幕数据

207～混合器            208～屏幕数据

209～输出影像          301～位图

302～点阵数据          303～压缩点阵数据

具体实施方式

如图2a所示，显示的原理是从视频内存101读取一屏幕数据103与一图像数据102，经过迭合处理后输出，而该屏幕数据103本身的特性是重复率高，若经压缩后再读取，可增进传送数据的效率，也可以达到视频内存101省电的目的。因此本发明提供一种利用压缩技术来节省数据传送频宽及耗电，以更有效率显示影像的方法及装置。针对该利用压缩技术的影像显示方法，提供一较佳实施例，如图2b所示，包括下列步骤：首先提供一图像数据102与一屏幕数据103，将该屏幕数据103压缩，得到一压缩屏幕数据204。在读取该压缩屏幕数据204与该图像数据102，解压缩该压缩屏幕数据204，得到一还原的屏幕数据208后，再将该还原的屏幕数据208与该图像数据102迭合处理，得到一输出影像209。其中将该屏幕数据103压缩时，所使用的压缩方法是一种以每行为单位的运行长度编码法(Line-Based Run-Length Encoding)。影像处理引擎105在读取视频内存101时，所占用的数据总线频宽因数据量的压缩而相对减少，压缩率可以从数十到数百倍不等，其效率的增进颇为可观。

如图2a所示，其中将该屏幕数据103压缩的方法，提供一较佳实施例，包括下列步骤：首先从一视频内存101中读取该屏幕数据103，将该屏幕数据103压缩，得到该压缩屏幕数据204，写入该视频内存101中。这个步骤可以是利用一装置如OSD编码器201来达成。因屏幕数据103的来源，是更上一层的程序，在执行人机操作界面时所产生的文字图像画面，供使用者与机器沟通。这些屏幕数据103的画面内容重复性往往相当的高，故以压缩的方式存在视频内存101中，在需要重复使用的时候可以直接用影像处理引擎105到视频内存101中读取，不再重复利用该编码器201进行压缩的步骤。经过实时解压缩与迭合程序后映到显示器画面上，如液晶显示器106或电视107。

如图2b所示，关于该输出影像209的产生过程，提供另一较佳实施例包括下列步骤：首先从该视频内存101中读取该压缩屏幕数据204，将该压缩屏幕数据204以OSD译码器202解压缩，得到该还原的屏幕数据208。最后将该还原的屏幕数据208与该图像数据102迭合处理，得到该输出影像209。其实该还原的屏幕数据208与该屏幕数据103两者之间是完全相同的内容只是在处理过程中出现于不同的位置，一个是由人机界面软件程序产生的数据，一个是经过解压缩还原回来的数据。而迭合处理的方法，一般的做法是将该屏幕数据103当做前景，该图像数据102当做背景，直接迭加在一起形成一合成的影像，在一较佳实施例中，更进一步可以调整前景的透明度，或者是前景的颜色、前景与背景的迭加模式等。其中前景与背景的迭加模式，更进一步的实施例中，可从传统技术中各种可编程的混合方法中选择其一。

如图2b所示，针对本发明的一利用压缩技术的影像显示装置，提供另一较佳实施例包括一OSD编码器201，用以将一屏幕数据103压缩成一压缩屏幕数据204，以及一OSD译码器202用以解压缩该压缩屏幕数据204，得到一还原的屏幕数据208，并将该还原的屏幕数据208与一图像数据102经由一混合器207作迭合处理，得到一输出影像209。这个影像显示装置中的数据处理流程可由图2b相关的实施例涵盖。针对该影像显示装置，提供另一较佳实施例，如图2a所显示，包括了一视频内存101，用以储存该图像数据102、该屏幕数据103与该压缩屏幕数据204，一影像处理引擎105用以编码与译码屏幕数据并进行迭合处理以及一液晶显示器106或电视107，用以显示该输出影像209。

图3a说明本发明中所应用的运行长度编码法的压缩过程。图像数据102储存于视频内存101时，不论原本格式为何，最后都必须转化为二维位图以对应地显示于显示器上，因此可以直接将眼见的输出影像209视为内存中一平面位图的对应结果，如图3a所示，举例来说位图301中具有一AB字样的图形。位图301中的每一小方格为一具有八位的字节，可以记录数字0到255，用以代表每一图点的颜色深浅。已知在光学原理中，三原色红蓝绿，依照任意比例组合，可以得到任何颜色。如果要显示一张彩色的图，需要三张位图，个别代表一种原色的亮度资料，0代表亮度最低，255代表亮度最高，当三张各记录一原色亮度值的位图迭合在一起后便能产生一张彩色的图。在本实施例中所提供的位图301，单纯用来代表黑白单色图，因此亮度值为0的图素为黑色，亮度值为255的图素为白色，而介于中间值的图素则代表深浅程度不同的灰色。

如图3a所示，在位图301中所呈现的AB字样，在内存中实际上是一串数字，以点阵数据302表示。以第一行为例，十六进制值0x00对应一白色图点，十六进制值0x7f对应一黑色图点，而十六进制值0xff对应一灰色图点。图2a中所示的编码器201，应用运行长度编码法将点阵数据逐行压缩，以图3a为例，首先，逐行读入点阵数据302，并逐行压缩。见第一行的数据一开始有三组00，而第四位不是00而是7F，于是记录0300于一堆栈中，代表“连续三个00”。同理，第四、五字节的值是7F而第六字节的值不是7F而是00，便记录02 7F于该堆栈中，代表“连续二个7F”。依此类推，一串总长32字节的数据，便能重新编码成如压缩点阵数据303所示，第一行数据压缩成只占10字节，位图301中的第四行数据，同理，压缩得到只占18字节压缩数据，如压缩点阵数据303中所示。在另一例子中，可能原位图301的长宽是255×127，而其中一整行的数据都是相同的位值，如00，那么连续255个00就能直接表示为“FF 00”，只占了二个字节，比起在内存中放255个00所占用的空间255字节，节省了一百多倍的空间。

图3b所示是本发明的应用运行长度编码法来解压缩一压缩屏幕数据的实例。如图2a所示，位于混合控制器104中的OSD译码器202，可以很有效率的应用这个解压缩方法，将压缩屏幕数据204实时地转换成还原的屏幕数据208，不需要额外的内存空间，也不需耗用大量的计算时脉。在图3b中，提供一压缩点阵数据303，在本实施例中，该压缩点阵数据303是压缩屏幕数据204中的其中一部份，利用视频内存101来储存，在解压缩前读入该OSD译码器202。接着便以运行长度编码法的解压缩方法处理之。一次读取一个数据组，包括两个字节，第一个字节代表连续数量值，第二个字节代表图素值。因此第一个动作读入“05 00”，就表示连续五个值为00的字节第二个动作读入“02FF”就表示连续二个值为FF的字节，如图3b的点阵数据302所示。因此可以在显示器106上得到对应的位图301。依此解压缩方法类推，译码器202可以很有效率的实时处理压缩屏幕数据204，产生屏幕数据103供混合控制器104进行输出。

因此，本发明的特征在于，从人机界面的软件程序所产生的屏幕数据103，在传送到该影像处理引擎105进行显示画面的工作前，经过压缩处理，而压缩屏幕数据204的数据量远小于原始的屏幕数据103本身，所以，在从内存101读取到该影像处理引擎105中的混合控制器104的过程大量的节省了传输数据的频宽与耗用时间与耗电，大大的增进了整体系统的资源利用效率。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的变动与改进，因此本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (8)

1.一种利用压缩技术的影像显示方法，其特征在于，至少包括：

提供一图像数据与一屏幕数据，其中该屏幕数据为具有重复性的文字图像画面；

将该屏幕数据压缩，得到一压缩屏幕数据；

将该压缩屏幕数据存储在一视频内存中；

传送该压缩屏幕数据至一影像处理引擎；

该影像处理引擎解压缩该压缩屏幕数据，还原该屏幕数据，得到一还原的屏幕数据；以及

该影像处理引擎迭合该还原的屏幕数据与该图像数据，得到一输出影像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该屏幕数据压缩的步骤，还包括下列步骤：

读取该屏幕数据；

根据该屏幕数据的数据长度与数据种类进行压缩，得到该压缩屏幕数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该屏幕数据压缩的步骤中，采用运行长度编码法。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该压缩屏幕数据解压缩的步骤中，采用运行长度编码法，将该压缩屏幕数据解压缩，得到该还原的屏幕数据。

5.一种利用压缩技术的影像显示装置，其特征在于，至少包括：

一编码器，用以将一屏幕数据压缩成一压缩屏幕数据，其中该屏幕数据为具有重复性的文字图像画面；

一译码器，用以解压缩该压缩屏幕数据，还原该屏幕数据以得到一还原的屏幕数据；

一混合器，用以将该还原的屏幕数据与一图像数据迭合处理，得到一输出影像；

一视频内存，用以储存该图像数据，该屏幕数据与该压缩屏幕数据；以及

一显示器，用以显示该输出影像。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该显示器为液晶显示器。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该编码器还执行下列步骤，以压缩该屏幕数据：

从该视频内存中读取该屏幕数据；

将该屏幕数据压缩，得到该压缩屏幕数据；以及

将该压缩屏幕数据写入该视频内存中。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该译码器和混合器还执行下列步骤，以输出该输出影像：

译码器，用以从该视频内存中读取该压缩屏幕数据，并将该压缩屏幕数据解压缩，得到该还原的屏幕数据；以及

混合器，用以将该还原的屏幕数据与该图像数据迭合处理，得到该输出影像。