基于动态数据压缩与功率控制的显示器刷新率优化系统的制作方法

本发明属于显示器刷新率优化，尤其涉及一种基于动态数据压缩与功率控制的显示器刷新率优化系统。

背景技术：

1、现有标准驱动架构如图1所示：soc 板（信号接收解析）→bcon 时序控制板（功率统计、数据处理）→lb 背光灯板（分区点亮）。数据与功率处理流程如图2所示：

2、1、soc 逐行逐像素输出单条数据：单像素 id + 单像素亮度值，分区越多，数据包数量线性暴涨；

3、2、soc 传输完整一帧所有像素数据后，全部缓存至 bcon；

4、3、bcon 遍历全部缓存数据，累加所有分区亮度换算整机峰值功率；

5、4、若整机功率超过硬件阈值，对整帧亮度做统一压缩；未超标则直接下发灯板驱动显示。存在的缺点包括：

6、1、数据传输冗余极高，带宽受限、刷新率上不去

7、逐点发送独立 id + 亮度，大量相邻 / 同区域像素亮度完全相同仍单独发包；高分区下，单帧数据包数量数万级，总线带宽占满，显示器刷新率无法突破 144hz、240hz 等高规格。

8、2、功率计算串行阻塞，帧时延大

9、必须等待整帧数据全部接收完毕才启动功率统计，存在完整帧缓存等待时延；高分区场景单帧缓存、遍历、功率判断耗时可达数毫秒，进一步压低刷新率上限，易出现画面拖影、时序错位。

10、3、压缩与功率控制割裂，无动态适配能力

11、功率超标后仅统一压缩整帧亮度，无法区分高占比同亮度区域做轻量化传输，带宽资源浪费严重。

技术实现思路

1、针对现有 soc-bcon-lb 驱动架构逐点传输数据冗余大、帧结束后串行功率计算时延高，高分区显示器刷新率难以提升的问题，本发明提出一种基于动态数据压缩与功率控制的显示器刷新率优化系统。

2、本发明的技术方案为：

3、基于动态数据压缩与功率控制的显示器刷新率优化系统，用于包含soc板、bcon时序控制板和lb背光灯板的led显示器驱动架构，所述系统包括：

4、所述soc板，配置为接收一帧原始背光分区亮度矩阵，遍历所有分区像素并按亮度值进行聚类分组，对同一亮度值的所有像素生成压缩数据包，所述压缩数据包的数据格式为：亮度值+连续像素总数量+分组区域基础id；且所述soc板按照亮度占比从高到低的顺序发送所述压缩数据包；

5、所述bcon时序控制板，配置为在接收所述压缩数据包的过程中，每接收一组压缩数据包，实时解析其中的像素数量与亮度值，同步累加当前累计整机功率；并在传输过程中持续判断累计功率是否超过预设硬件功率阈值：若累计功率超过所述硬件功率阈值，则立即对当前及尚未传输的数据包进行动态亮度压缩；若所有压缩数据包传输完成且累计功率未超过所述硬件功率阈值，则将解压后的分区亮度数据下发至lb背光灯板；

6、其中，所述soc板在对聚类后的同亮度像素进行坐标编码时，以背光屏幕物理中心点作为差分原点，仅传输各像素相对于所述差分原点的偏移差值，所述bcon时序控制板基于所述差分原点和所述偏移差值还原得到完整像素坐标；

7、lb背光灯板根据接收的分区亮度数据进行分区点亮。

8、具体的，所述bcon时序控制板取消整帧全量缓存机制，采用分段缓存方式存储接收到的压缩数据包，在完成功率校验及坐标还原后，将解压数据即时下发至lb背光灯板。

9、具体的，所述偏移差值为像素坐标与差分原点坐标在x轴和y轴上的差值m和n，像素目标坐标通过公式()=（）计算得到，其中() 为差分原点，()为像素目标坐标。

10、本发明还提出一种适配于系统的方法：

11、基于动态数据压缩与功率控制的显示器刷新率优化方法，用于包含soc板、bcon时序控制板和lb背光灯板的led显示器驱动架构，包括：

12、数据压缩：soc板接收一帧原始背光分区亮度矩阵，遍历所有分区像素并按亮度值聚类分组，对同一亮度值的所有像素生成压缩数据包，所述压缩数据包的数据格式为：亮度值+连续像素总数量+分组区域基础id；

13、坐标编码：以背光屏幕物理中心点作为差分原点，对聚类后的同亮度像素，仅计算并传输各像素相对于所述差分原点的偏移差值，而非完整的绝对坐标；

14、流式功率控制：bcon时序控制板在接收压缩数据包的过程中，每接收一组压缩数据包，实时解析像素数量与亮度值并累加当前累计整机功率；在传输过程中持续判断累计功率是否超过预设硬件功率阈值：若中途累加已超标，立刻对当前及未传输数据包做动态亮度压缩，无需等待整帧接收；若传输完成仍未超标，将解压后的分区亮度数据下发至lb背光灯板；

15、分区点亮：lb背光灯板根据接收的分区亮度数据进行分区点亮；

16、其中，在数据压缩过程中，soc板按照亮度占比从高到低的顺序发送所述压缩数据包。

17、所述流式功率控制过程中，bcon时序控制板采用分段缓存方式存储接收到的压缩数据包，取消整帧全量缓存机制。

18、所述坐标编码过程中，像素目标坐标通过公式()=（）计算得到，其中() 为差分原点，()为像素目标坐标，m和n分别为x轴和y轴上的偏移差值。

19、所述动态亮度压缩采用对高亮度区域优先降亮度的策略，或在保持图像主观质量的前提下，对整体亮度进行非线性压缩。

20、一种soc板数据压缩编码模块，包括：

21、亮度聚类单元，配置为遍历一帧原始背光分区亮度矩阵中的所有分区像素，按亮度值进行聚类分组；

22、数据包封装单元，配置为对同一亮度值的所有像素生成压缩数据包，所述压缩数据包的数据格式为：亮度值+连续像素总数量+分组区域基础id；

23、排序发送单元，配置为按照亮度占比从高到低的顺序发送所述压缩数据包；

24、差分编码单元，配置为以背光屏幕物理中心点作为差分原点，计算并输出聚类后同亮度像素相对于所述差分原点的偏移差值，以替代完整绝对坐标传输。

25、一种bcon时序控制板实时功率控制模块，包括：

26、分段缓存单元，配置为采用分段缓存方式存储从soc板接收到的压缩数据包；

27、流式累加单元，配置为每接收一组压缩数据包，实时解析其中的像素数量与亮度值，同步累加当前累计整机功率；

28、阈值判断单元，配置为在传输过程中持续判断累计功率是否超过预设硬件功率阈值；

29、动态压缩单元，配置为当所述阈值判断单元判定累计功率超过所述硬件功率阈值时，立即对当前及尚未传输的数据包进行动态亮度压缩；

30、数据下发单元，配置为当所有压缩数据包传输完成且累计功率未超过所述硬件功率阈值时，将解压后的分区亮度数据下发至lb背光灯板；

31、坐标还原单元，配置为基于预置的差分原点和接收到的偏移差值，还原得到完整像素坐标。

32、本发明的有益效果是：

33、1、降低 soc 向 bcon 传输的单帧数据总量，释放总线带宽；

34、2、消除整帧缓存等待时延，数据传输与功率校验同步并行；

35、3、在硬件功率阈值约束下，稳定提升显示器背光刷新率，同时不损失分区显示精度。