图像显示延迟的缩短方法、装置及电子设备与流程

1.本技术涉及图像显示技术，特别涉及图像显示延迟的缩短方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.在医疗应用场景下，对医疗整机系统(包括医用显示器、主机、成像系统等)有很高的延时要求，比如要求医疗整机系统的延时不超过70毫秒(ms)。但是，在具体实现时，仅仅医疗整机系统中医用显示器就会有至少50ms的延时，这就会导致医用显示器在图像显示上有至少50ms的图像显示延迟。然而，在医疗应用场景比如手术操作中，这种长达50ms的图像显示延迟会带来很大的医疗风险。


技术实现要素：

3.本技术提供了缩短图像显示延迟的方法、装置及电子设备，以缩短医用显示器对图像显示的延迟。
4.本技术至少提供以下方案：
5.一种图像显示延迟的缩短方法，该方法应用于医用显示器，所述医用显示器至少包括soc芯片、fpga芯片、显示模组；所述soc芯片至少被配置用于soc芯片执行图像处理的图像处理功能；所述图像处理功能至少包括：帧率补齐功能、帧率转换功能、图像旋转功能和图像缓存功能；所述显示模组至少用于图像显示，所述fpga芯片被新部署了延迟缩短模块，所述延迟缩短模块用于缩短所述显示模组显示图像的延迟；该方法包括：
6.通过所述延迟缩短模块获得所述显示模组的安装结构；所述安装结构为正装结构或倒装结构；所述正装结构用于指示所述显示模组被正向安装，所述倒装结构用于指示所述显示模组被倒向安装；
7.若所述安装结构为正装结构，则通过所述延迟缩短模块与所述soc芯片进行通信，以使所述soc芯片禁用所述soc芯片已被配置的所述图像处理功能；
8.通过所述延迟缩短模块监测到fpga芯片接收到所述soc芯片在禁用所述图像处理功能之后输出的图像帧时，控制所述fpga芯片按照所述显示模组所要求的帧率传输所述soc芯片转发的来自信号源的图像帧至所述显示模组进行显示。
9.一种缩短图像显示延迟的装置，该装置应用于医用显示器，所述医用显示器至少包括soc芯片、fpga芯片、显示模组；所述soc芯片至少被配置用于soc芯片执行图像处理的图像处理功能；所述图像处理功能至少包括：帧率补齐功能、帧率转换功能、图像旋转功能和图像缓存功能；所述显示模组至少用于图像显示，所述fpga芯片新部署了延迟缩短模块，所述延迟缩短模块用于缩短所述显示模组显示图像的延迟；该装置包括：
10.获得单元，用于获得所述显示模组的安装结构；所述安装结构为正装结构或倒装结构；所述正装结构用于指示所述显示模组被正向安装，所述倒装结构用于指示所述显示模组被倒向安装；
11.处理单元，用于当所述安装结构为正装结构时，与所述soc芯片进行通信，以使所
述soc芯片禁用所述soc芯片已被配置的所述图像处理功能；
12.控制单元，用于在所述soc芯片在禁用所述图像处理功能之后输出的图像帧，控制所述fpga芯片按照所述显示模组所要求的帧率传输所述soc芯片转发的来自信号源的图像帧至所述显示模组进行显示。
13.本技术实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括：处理器和机器可读存储介质；
14.所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；
15.所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现上述公开的方法的步骤。
16.由以上技术方案可以看出，本技术中，打破医用显示器中显示模组的常规安装方式(倒装方式)，通过对显示模组正向安装，并在显示模组正向安装的前提下，控制soc芯片禁用soc芯片原本已有的图像处理功能比如帧率补齐功能、帧率转换功能、图像旋转功能和图像缓存功能等，这相比现有，优化了医用显示器的延时，缩短了图像显示延迟的时间。通过测试发现，其可缩短至少19ms的延迟。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
18.图1为本技术实施例提供的医用显示器的结构图；
19.图2为本技术实施例提供的方法流程图；
20.图3为本技术实施例提供的显示控制示意图；
21.图4为本技术实施例提供的装置结构图；
22.图5为本技术实施例提供的电子设备结构图。
具体实施方式
23.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
24.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
25.为了使本领域技术人员更好地理解本技术实施例提供的技术方案，并使本技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术实施例中技术方案作进一步详细的说明。
26.参见图1，图1举例示出了医用显示器中主要器件的结构。如图1所示，医用显示器至少包括：系统级(soc)芯片、fpga芯片、显示模组。
27.本技术实施例的发明人通过对医用显示器中各主要器件执行的操作进行创造性分析，发现应用于如图1所示的医用显示器，图像显示延迟主要由医用显示器中soc芯片执行图像处理引起的。
28.作为一个实施例，soc芯片执行图像处理是基于soc被配置的图像处理功能实现。这里的图像处理功能比如为图像旋转功能、图像缓存功能、帧率转换功能、帧率补齐功能等。
29.其中，上述帧率补齐功能是基于医用显示器中fpga芯片的需求设置的，其用于实现从soc芯片输出至上述fpga芯片的图像帧都是完整的一帧。在具体实现时，假若进入soc的图像帧不为完整的一帧，则soc芯片在输出图像帧至fpga前，会需要先缓存到完整一帧后再输出至fpga芯片。
30.上述帧率转换功能用于实现soc芯片按照医用显示器中显示模组所要求的帧率传输图像帧。在具体实现时，若soc芯片接收的图像帧的传输帧率不同于显示模组所要求的帧率，则soc芯片在向显示模组传输图像帧时，会先执行图像帧缓存处理，以将接收的图像帧的传输帧率调整至显示模组所要求的帧率。比如，接收的图像帧的传输帧率为30赫兹(hz)，显示模组所要求的帧率为60hz，则可执行图像帧缓存处理，将接收的图像帧的传输帧率30hz插帧到60hz。之后，即可按照医用显示器中显示模组所要求的帧率传输图像帧。
31.上述图像旋转功能，用于控制图像旋转功能。在目前应用中，为保证医用显示器通过emc测试，常会设置医用显示器中的显示模组按照倒装的方式安装(此时也认为显示模组的安装结构为倒装结构)。这里，所谓倒装的方式是指显示模组被倒向安装。一旦医用显示器中的显示模组按照倒装的方式安装，则信号源发向显示模组需要显示的图像帧的方向(其是正向的)就与该倒装结构不匹配，在此前提下，soc芯片在向显示模组输出来自信号源的图像帧时，为保证图像帧正常显示，soc芯片就会基于上述图像旋转功能将图像帧进行翻转，比如将图像帧翻转180度，之后向显示模组输出。
32.上述图像缓存功能，用于实现soc芯片缓存图像，比如，在基于上述帧率补齐功能进行帧率补齐时有缓存图像帧以保证完整的一帧图像输出至fpga、在基于上述帧率转换功能进行帧率转换时有缓存图像帧以保证soc芯片按照显示模组所要求的帧率向显示模组传输图像帧、在基于上述图像翻转功能进行图像翻转时有缓存图像帧以保证soc芯片基于显示模组的安装结构向显示模组传输可在显示模组正常显示的图像帧，等。
33.基于上面描述，为了缩短医用显示器对图像显示的延迟，本实施例通过对医用显示器中各主要器件的性能进行创造性分析，发现在不影响医用显示器正常显示图像的前提下，可调整医用显示器中现有的整个显示逻辑和结构，其具体可参见图2所示的流程：
34.参见图2，图2为本技术实施例提供的方法流程图。该方法应用于如图1所示的医用显示器。相比现有的医用显示器，本技术实施例中，还对医用显示器中的fpga芯片进行了改进，具体是：在fpga芯片新增加(或部署)了延迟缩短模块，该延迟缩短模块用于缩短上述显示模组显示图像的延迟，下面进行具体分析：
35.如图2所示，该流程可包括以下步骤：
36.步骤201，通过上述延迟缩短模块获得显示模组的安装结构。
37.在本实施例中，显示模组本身具有对应的驱动，该驱动可将显示模组的属性信息记录至显示模组的寄存器中。这里，显示模组的属性信息比如为：显示模组的安装结构、显示模组中不可用的显示单元等，本实施例并不具体限定。作为一个实施例，在上述医用显示器出厂时该医用显示器中显示模组的安装结构即可被设置好，至于该被设置好的显示模组的安装结构是正向安装还是倒向安装，作为一个实施例，其可通过对应的安装标签表示，比
如，假若安装标签表示正向安装，则上述驱动可将显示模组的安装结构为正向安装记录至显示模组的寄存器中，假若安装标签表示倒向安装，则上述驱动可将显示模组的安装结构为倒向安装记录至显示模组的寄存器中。当然，作为另一实施例，该被设置好的显示模组的安装结构是正向安装还是倒向安装也可通过显示模组当前的安装参数推导出，这里的安装参数可为显示模组上的接口位置等。比如，安装参数为显示模组上的接口朝向，假若显示模组上的接口朝向为向下(通常，当显示模组正向安装时，显示模组上的接口朝下)，则可将显示模组的安装结构为正向安装记录至显示模组的寄存器中；假若显示模组上的接口朝向为向上(通常，当显示模组倒向安装时，显示模组上的接口朝上)，则可将显示模组的安装结构为倒向安装记录至显示模组的寄存器中。
38.基于此，可选地，在本步骤201中，可通过上述延迟缩短模块读取显示模组的寄存器所记录的上述显示模组的安装结构，最终实现了通过上述延迟缩短模块获得显示模组的安装结构。需要说明的是，本实施例中，之所以通过上述延迟缩短模块获得显示模组的安装结构，其原因是：本实施例并不像现有技术那样为了满足emc测试必须要求显示模组的安装结构为倒装结构，在本实施例中，显示模组的安装结构还可以为正装结构，在此前提下，本实施例会基于显示模组的不同安装结构自适应动态调整上述医用显示器内部各组件比如soc芯片、fpga芯片的处理逻辑，下文会举例描述。
39.步骤202，若安装结构为正装结构，则通过上述延迟缩短模块与上述soc芯片进行通信，以使soc芯片禁用soc芯片已被配置的图像处理功能。
40.在本实施例中，上述延迟缩短模块可按照fpga芯片与soc芯片之间的协议进行通信，以使soc芯片禁用soc芯片已被配置的如上图像处理功能。
41.在soc芯片禁用上述图像处理功能后，后续soc芯片再收到信号源发向显示模组进行显示的图像帧时，不再基于该图像处理功能对收到的图像帧进行对应的图像处理。对应地，soc芯片不再基于上述图像处理功能对收到的图像帧进行对应的图像处理，则就不会出现上述的延迟。
42.步骤203，通过延迟缩短模块监测到fpga芯片接收到soc芯片在禁用上述图像处理功能之后输出的图像帧时，控制fpga芯片按照显示模组所要求的帧率传输soc芯片转发的来自信号源的图像帧至所述显示模组进行显示。
43.在本实施例中，虽然soc芯片不再基于上述图像处理功能对收到的图像帧进行对应的图像处理，但本步骤203通过延迟缩短模块控制fpga芯片按照显示模组所要求的帧率传输soc芯片转发的来自信号源的图像帧至所述显示模组进行显示，仍能保证显示模组的正常显示，具体原因如下描述：
44.具体地，在应用中，信号源发送的图像帧是正向的，其正好与显示模组的正装结构匹配，在此前提下，即使soc芯片禁用的上述图像处理功能中的上述图像翻转功能，也无需额外在其他组件比如fpga芯片上补充图像翻转功能。
45.具体地，在应用中，显示模组为保证显示效果，一般会对图像帧的帧率(也即刷新率)有要求，比如要求帧率为50hz或者60hz。在此前提下，假若信号源传输图像帧的帧率不满足显示模组所要求的帧率，比如，信号源传输图像帧的帧率为25hz或30hz，而显示模组所要求的帧率为50hz或者60hz，即信号源传输图像帧的帧率不满足显示模组所要求的帧率，在此前提下，可通过上述延迟缩短模块使能fpga芯片中被部署的帧率转换功能，以由fpga
芯片基于帧率转换功能，控制来自信号源的图像帧的传输，以使图像帧按照显示模组要求的帧率被传输至显示模组进行显示。这里的，帧率转换功能类似上述的帧率转换功能，其最终目的就是由fpga芯片按照显示模组要求的帧率传输图像帧至显示模组进行显示。可选地，帧率转换功能可通过插帧、或者缓存图像帧等方式实现帧率转换。当然，若信号源传输图像帧的帧率满足显示模组所要求的帧率，则控制fpga芯片直接传输接收的图像帧至显示模组进行显示即可。最终通过上面描述，实现了控制fpga芯片按照显示模组所要求的帧率传输soc芯片转发的来自信号源的图像帧至显示模组进行显示的一个实施例，图3举例示出了对应的示意图。
46.需要说明的是，在上面描述中，由于fpga芯片本身就是用于图像处理的，其具有比较高的性能来执行图像处理，在此前提下，由fpga芯片执行上述帧率转换，其给图像显示带来的延迟也比较低，可忽略不计。
47.具体地，在应用中，fpga芯片通常要求soc芯片发向该fpga芯片的图像帧为完整的一帧图像(比如满足预设的图像帧完整性要求)。应用于本实施例中，即使soc芯片发向该fpga芯片的图像帧不为完整的一帧图像(比如不满足预设的图像帧完整性要求)，此时可通过上述延迟缩短模块控制fpga芯片丢弃该接收的不完整的图像帧。需要说明的是，在本实施例中，如上描述，fpga芯片按照显示模组要求的帧率传输图像帧至显示模组进行显示，这相当于fpga芯片控制传输至显示模组的图像帧的帧率(也相当于控制显示模组的刷新率)，在此前提下，即使soc芯片发向该fpga芯片的图像帧不为完整的一帧图像时，fpga芯片丢弃该不完整的图像帧，其也完全不影响整个显示模组的显示。基于此，即使soc芯片禁用的上述图像处理功能包含上述帧率补齐功能，也无需额外在其他组件比如fpga上补充帧率补齐功能。
48.至此，完成图2所示流程。
49.通过图2所示流程可以看出，本实施例中，打破医用显示器中显示模组的常规安装方式(倒装方式)，通过对显示模组正向安装，并在显示模组正向安装的前提下，控制soc芯片禁用soc芯片原本已有的图像处理功能比如帧率补齐功能、帧率转换功能、图像旋转功能和图像缓存功能等，这相比现有，优化了医用显示器的延时，缩短了图像显示延迟的时间。通过测试发现，其可缩短至少19ms的延迟。
50.在应用中，若显示模组的安装结构为正装结构，为防止因显示模组的安装结构为正装结构而引起emc测试失败，作为一个实施例，可在医用显示器部署屏蔽模组；屏蔽模组用于消除医用显示器因所述显示模组的安装结构为正装结构而引起的emc测试失败。
51.作为另一个实施例，也可对医用显示器中至少一个已知组件进行改进，以消除医用显示器因显示模组的安装结构为正装结构而引起的emc测试失败。比如，当已知组件为显示模组上的接口所在的线板时，这里对已知组件的改进是指：增加线板的厚度；当已知组件为医用显示器的背板时，这里对已知组件的改进是指：在背板上新增至少一个用于接地的接地零件比如螺丝等，以防止电流、电压过大而发生熔断，进而引起emc测试失败。
52.需要说明的是，在本实施例中，假若上述显示模组的安装结构为倒装结构，则当发现soc芯片上已被配置的图像处理功能在之前获知安装结构为正装结构时被禁用，则作为一个实施例，可通过上述延迟缩短模块与soc芯片进行通信，以使soc芯片启用soc芯片已被配置的上述图像处理功能。对应地，为避免重复执行同一图像处理，之前在安装结构为正装
结构时启用的fpga芯片上部署的帧率转换功能等可相应禁用。
53.在soc芯片启用soc芯片已被配置的上述图像处理功能后，后续soc芯片再接收到来自信号源发向显示模组的图像帧时，其就会基于启用的上述图像处理功能对图像帧进行图像处理，并输出给fpga芯片。fpga芯片可按照现有的方式输出图像帧至显示模组进行显示。
54.以上对本技术实施例提供的方法进行了描述，下面对本技术实施例提供的装置进行描述：
55.参见图4，图4为本技术实施例提供的装置结构图。该装置应用于医用显示器，所述医用显示器至少包括soc芯片、fpga芯片、显示模组；所述soc芯片至少被配置用于soc芯片执行图像处理的图像处理功能；所述图像处理功能至少包括：帧率补齐功能、帧率转换功能、图像旋转功能和图像缓存功能；所述显示模组至少用于图像显示，所述fpga芯片新部署了延迟缩短模块，所述延迟缩短模块用于缩短所述显示模组显示图像的延迟；该装置包括：
56.获得单元，用于获得所述显示模组的安装结构；所述安装结构为正装结构或倒装结构；
57.处理单元，用于当所述安装结构为正装结构时，与所述soc芯片进行通信，以使所述soc芯片禁用所述soc芯片已被配置的所述图像处理功能；
58.控制单元，用于在所述soc芯片在禁用所述图像处理功能之后输出的图像帧，控制所述fpga芯片按照所述显示模组所要求的帧率传输所述soc芯片转发的来自信号源的图像帧至所述显示模组进行显示。
59.可选地，所述控制所述fpga芯片按照所述显示模组所要求的帧率传输所述soc芯片转发的来自信号源的图像帧至所述显示模组进行显示包括：
60.若所述信号源传输所述图像帧的帧率满足所述显示模组所要求的帧率，则控制所述fpga芯片直接传输所述图像帧至所述显示模组进行显示；
61.若所述信号源传输所述图像帧的帧率不满足所述显示模组所要求的帧率，则使能fpga芯片中被部署的帧率转换功能，以由fpga芯片基于帧率转换功能，控制来自所述信号源的图像帧的传输，以使图像帧按照所述显示模组要求的帧率被传输至显示模组进行显示。
62.可选地，若所述安装结构为正装结构，所述医用显示器还被部署了屏蔽模组；所述屏蔽模组用于消除所述医用显示器因所述显示模组的安装结构为正装结构而引起的emc测试失败；
63.或者，
64.若所述安装结构为正装结构，所述医用显示器中至少一个已知组件被改进，以消除所述医用显示器因所述显示模组的安装结构为正装结构而引起的emc测试失败；其中，当所述已知组件为所述显示模组上的接口所在的线板时，所述已知组件被改进是指：所述线板的厚度增加；当所述已知组件为所述医用显示器的背板时，所述已知组件被改进是指：所述背板上新增至少一个用于接地的接地零件。
65.至此，完成图4所示装置的硬件结构图。
66.本技术实施例还提供了图4所示装置的硬件结构。参见图5，图5为本技术实施例提供的电子设备结构图。如图5所示，该硬件结构可包括：处理器和机器可读存储介质，机器可
读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现本技术上述示例公开的方法。
67.基于与上述方法同样的申请构思，本技术实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，能够实现本技术上述示例公开的方法。
68.示例性的，上述机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：ram(radom access memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
69.上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
70.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
71.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
72.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可以由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
73.而且，这些计算机程序指令也可以存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或者多个流程和/或方框图一个方框或者多个方框中指定的功能。
74.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或者其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
75.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同
替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。