多通道数据优化下的边缘显示系统与方法

技术领域

本发明属于显示控制技术领域，尤其涉及一种多通道数据优化下的边缘显示系统。

背景技术

显示器作为人机交流的界面，承载大量信息传递的功能，一般显示器要满足信息量、品质、实用性和经济性等方面的需求，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)以其良好的显示效果在显示器市场上确立了不可动摇的地位。其中，薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)液晶显示器是通过改变电压控制液晶转向程度实现灰阶。TFT-LCD的用途非常广泛，可以应用于计算器、手表、手机等便携机器；同时可以应用于文字处理机、电脑等OA机器；也可以应用于液晶电视，数码相机等家用电器；另外也被应用于车载仪表类、GPS等；也可应用于温度计、血压计、自动贩卖机等其他产品。

液晶显示器的基本结构为显示屏、驱动电路和背光源，显示屏是上下玻璃以及液晶等材料组成，实现各种画面的显示，驱动电路包含FPC、PCB、IC等，作用为提供各种显示画面的信息，背光源由LED、导光板以及光学膜片等组成，为TFT-LCD提供光源。其核心部分为TFT-LCD显示屏，根据液晶显示屏内的外加电场方向与液晶分子的排列方式不同，利用Fedricksz转变原理，不同的液晶可以表现出各种不同的显示模式，TFT-LCD中常见的显示模式主要为TN、IPS以及VA。

液晶显示器的光学特性是其画质水平，人眼直观体验的感受，体现了产品设计的水平，一般衡量液晶显示器的常规光学主要有亮度(Luminance of White)、对比度(Contrast Ratio，CR)、视野角(ViewingAngle)、响应时间(Response Time，Rt)以及色度域(Color Gamut)等。

响应时间包含开通时间Ton以及关断时间Toff，开通时间Ton表示从断电关闭状态到通电开启状态过程中，常白模式表现为亮度从100％下降到10％的时间间隔，关断时间Toff表示从通电开启状态到断电关闭状态过程中，常白模式为亮度从0％上升到90％的时间间隔。响应时间越小，画面切换的响应速度越快，画面切换更为流畅。响应时间较大的显示器，在显示动态画面时，人眼不同程度的会存在″视觉残留″的现象，快速变化的画面在人脑中会形成短时间的印象。有研究表明人所能够接受的画面显示速度一般为24张/秒，这也就是说当播放速度小于每秒24帧时，人就会很明显感受到画面的停顿，从而产生不适感。按照这样来计算，每张画面所显示的时间不超过40ms。因此，对于液晶显示器来说，响应速度小于40ms且画面切换的频率不低于每秒60帧的速度。

前液晶显示装置的主流发展方向为宽视角显示，宽视角模式下的液晶显示装置能够使人们从不同的方向看到完整且不失真的画面。但是当涉及个人隐私以及重要信息时，使用者不希望让周围的人观察到显示的内容，此时，宽视角的显示装置会给用户造成不便。例如在电梯中或者车站等车时这样人口繁杂的公共场合，使用者旁边以及后方的人完全可以窥见使用宽视角显示器下的信息。与家人朋友分享信息时需要宽视角显示，为位于大视野角观看的人提供清晰的内容，在仅需个人观看的场合下需要窄视角显示模式，防止个人信息的泄露，这样可以进行宽视角与窄视角自由切换的显示器应运而生。

申请号为CN201510989378的中国发明专利申请提出一种可实现视角切换的液晶显示装置，该液晶显示装置包括第一基板，该第一基板上设置有第一电极与第二电极，该第二电极位于该第一基板与该第一电极之间；第二基板，该第二基板与该第一基板相对设置，该第二基板上设置有第三电极；以及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该液晶层内的液晶分子为正性液晶分子，该液晶层邻近该第一基板与该第二基板的液晶分子的初始预倾角相同，可在无需使用遮挡膜、不增加液晶显示器的厚度及成本以及不牺牲开口率的条件下实现宽视角与窄视角切换的目的。

此外，GB2428152A1、WO2009110128A1、WO201134209、WO201134208以及JP5756883B2等专利文献公开的液晶显示设备的操作模式提供隐私(窄视角)显示模式。作为第二数据值的结果而生成的辉度变化用于遮掩如果仅输入所接收的图像数据而生成的图像，使得在隐私模式的预期观察范围外的第一观察位置处的观察者由于重叠的辉度变化而不能辨认图像，或者仅可看到图像的劣化版本。在隐私模式中的预期观察范围内的第二观察位置处的观察者几乎察觉不到或察觉不到强度变化，因此看到几乎没有或没有图像质量劣化的原始图像(即，如果单独输入所接收的图像数据而生成的图像)。

然而，在实际使用中，视角可控液晶显示器在处理并发的多路包含时间数据流的待显示数据时，在满足视角可控的同时，也影响了其响应速度，减缓了显示数据的加载速度，限制了其在高端实时显示场景中的广泛应用，现有技术对此并未给出有效的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出多通道数据优化下的边缘显示系统与方法。所述边缘显示系统包括显示数据接收通道、显示数据属性分析组件、显示数据像素分段组件以及像素显示分配组件。所述显示数据接收通道用于接收需要在所述边缘显示系统的所述显示界面上显示的显示数据；显示数据属性分析组件用于对所述显示数据接收通道接收的所述显示数据进行属性分析；显示数据像素分段组件基于所述显示数据属性分析组件对于所述时间数据流的属性分析结果，对所述时间数据流包含的像素元素进行分段；像素显示分配组件对所述显示数据像素分段组件分段后的像素元素进行显示分配。本发明的技术方案通过对显示数据进行多通道的数据优化和分区显示，提高了显示系统的响应速度。

在本发明第一个方面，提供多通道数据优化下的边缘显示系统，所述边缘显示系统包括至少一个显示界面，所述显示界面至少分为中央显示区域和边缘显示区域。

所述边缘显示系统包括显示数据接收通道、显示数据属性分析组件、显示数据像素分段组件以及像素显示分配组件。

作为本发明的第一个优点，所述显示数据接收通道用于接收需要在所述边缘显示系统的所述显示界面上显示的显示数据，所述显示数据以时间数据流的形式进入所述显示数据接收通道；

所述显示数据属性分析组件，用于对所述显示数据接收通道接收的所述显示数据进行属性分析，所述属性包括所述时间数据流的大小、持续时间以及光学属性，所述光学属性包括所述时间数据流包含的像素的RGB通道值；

所述显示数据像素分段组件，基于所述显示数据属性分析组件对于所述时间数据流的属性分析结果，对所述时间数据流包含的像素元素进行分段；

作为本发明的第二个优点，所述像素显示分配组件，对所述显示数据像素分段组件分段后的像素元素进行显示分配，所述显示分配包括：将分段后的像素元素的第一子部分在所述中央显示区域显示，将分段后的像素元素的第二子部分在所述边缘显示区域显示，所述第一子部分和所述第二子部分存在部分重叠元素。

作为体现上述优点的关键技术手段之一，所述显示数据以时间数据流的形式进入所述显示数据接收通道，具体包括：

所述显示数据接收通道包括多个并行的数据存储队列；

将所述显示数据以数据产生时间为基准，存储到所述多个并行的数据存储队列，其中，每一个数据存储队列中存储的显示数据的最早产生时间和最晚产生时间之差小于预定时间长度值。

作为体现上述优点的关键技术手段之一，所述显示数据属性分析组件，用于对所述显示数据接收通道接收的所述显示数据进行属性分析，具体包括：

所述显示数据属性分析组件以数据存储队列为单位，从每个数据存储队列中获取该数据存储队列存储的全部显示数据，并分析所述全部显示数据的持续时间值和数据大小值；

如果所述持续时间值或数据大小值之一大于第一预定值，则将所述全部显示数据发送至所述显示数据像素分段组件；

否则，将所述全部显示数据发送至所述像素显示分配组件。

在本发明的技术方案中，所述液晶显示器的中央显示区域的响应时间C

所述液晶显示器的边缘显示区域的响应时间E

在本发明的第二个方面，还提供一种用于视角可控液晶显示器的多通道数据优化方法，所述方法可应用于前述的边缘显示系统中，该方法包括如下步骤：

S1：接收需要在所述视角可控液晶显示器的所述显示界面上显示的显示数据；

S2：对所述显示数据进行属性分析，所述属性包括所述显示数据的大小、持续时间以及光学属性，所述光学属性包括所述显示数据包含的像素的RGB通道值；

S3：基于所述属性分析结果，对所述显示数据包含的像素元素进行分段；

S4：将分段后的像素元素的第一子部分在所述中央显示区域显示，将分段后的像素元素的第二子部分在所述边缘显示区域显示，所述第一子部分和所述第二子部分存在部分重叠元素；

更具体的，所述步骤S3具体包括：

将所述显示数据包含的每一个原始像素，分为第一主元素和第二辅元素，所述第一主元素用于显示图像信息，所述第二辅元素用于显示视角。

本发明的上述方法可以通过计算机指令形式的程序自动化的实现，因此，在本发明的第三个方面，还提供一种非易失性可读存储介质，所述非易失性可读存储介质上存储有计算机程序指令，通过处理器和存储器执行所述计算机程序指令，用于实现前述一种用于视角可控液晶显示器的多通道数据优化方法。

概括来说，本发明的技术方案通过对显示数据进行多通道的数据优化和分区显示，提高了显示系统的响应速度。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的边缘显示系统的显示界面示意图；

图2是图1所述边缘显示系统的内部模块示意图图；

图3是图1所述边缘显示系统的显示数据存储到队列的示意图；

图4是图3所述显示数据的像素分段以及显示分配的示意图；

图5是利用图1所述显示系统执行的多通道数据优化方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明进一步说明。

参照图1是本发明一个实施例的边缘显示系统的显示界面示意图。

在图1中，所述边缘显示系统包括至少一个显示界面，所述显示界面至少分为中央显示区域和边缘显示区域。

需要指出的是，在图1中，虽然划分了两个显示区域，但是在外观上，用户并不会感受到存在这两个显示区域，对于用户而言，显示界面仍然是常规的一个整体展现，上述区分仅仅是内部实现原理上的虚拟划分。

接下来参见图2，图2中，所述边缘显示系统包括显示数据接收通道、显示数据属性分析组件、显示数据像素分段组件以及像素显示分配组件；

所述显示数据接收通道用于接收需要在所述边缘显示系统的所述显示界面上显示的显示数据，所述显示数据以时间数据流的形式进入所述显示数据接收通道；

所述显示数据属性分析组件，用于对所述显示数据接收通道接收的所述显示数据进行属性分析，所述属性包括所述时间数据流的大小、持续时间以及光学属性，所述光学属性包括所述时间数据流包含的像素的RGB通道值；

所述显示数据像素分段组件，基于所述显示数据属性分析组件对于所述时间数据流的属性分析结果，对所述时间数据流包含的像素元素进行分段；

所述像素显示分配组件，对所述显示数据像素分段组件分段后的像素元素进行显示分配，所述显示分配包括：将分段后的像素元素的第一子部分在所述中央显示区域显示，将分段后的像素元素的第二子部分在所述边缘显示区域显示，所述第一子部分和所述第二子部分存在部分重叠元素。

在图2基础上，参见图3，所述显示数据以时间数据流的形式进入所述显示数据接收通道，具体包括：

所述显示数据接收通道包括多个并行的数据存储队列；

将所述显示数据以数据产生时间为基准，存储到所述多个并行的数据存储队列，其中，每一个数据存储队列中存储的显示数据的最早产生时间和最晚产生时间之差小于预定时间长度值。

图4展现所述显示数据属性分析组件，用于对所述显示数据接收通道接收的所述显示数据进行属性分析的过程，具体包括：

所述显示数据属性分析组件以数据存储队列为单位，从每个数据存储队列中获取该数据存储队列存储的全部显示数据，并分析所述全部显示数据的持续时间值和数据大小值；

如果所述持续时间值或数据大小值之一大于第一预定值，则将所述全部显示数据发送至所述显示数据像素分段组件；否则，将所述全部显示数据发送至所述像素显示分配组件。

如果所述持续时间值和数据大小值均小于第一预定值，则将所述全部显示数据发送至所述像素显示分配组件；

所述像素显示分配组件将所述全部显示数据在所述显示界面的边缘显示区域显示。

进一步的，如果所述持续时间值或数据大小值之一大于第一预定值，则将所述全部显示数据发送至所述显示数据像素分段组件；

所述显示数据像素分段组件将所述全部显示数据包含的每一个原始像素，分为第一主元素和第二辅元素，所述第一主元素用于显示图像信息，所述第二辅元素用于显示视角。

在一个显示数据像素分段组件将像素进行分割的方法又称为子像素法，是液晶显示器最常用的控制视角的方法。该方法控制视角的原理是将一个完整的像素分成两部分：主像素和子像素，主像素用于图像显示，子像素用于控制视角。

更具体的，在本实施例中，将一个像素分割为主像素与子像素，其均为正性液晶的FFS显示模式，配向方向与使用的偏光板方向均相同，但对应的电场方向不同，主像素与子像素的面积比为2∶1，分别单独驱动。显示宽视角模式时，仅开启主像素，例如，将主像素在所述中央显示区域显示；

窄视角模式时，子像素区域不同方向的液晶模式会导致在左右方向大视角存在漏光，结合主像素具有窄视角的显示效果，例如，可将子像素在所述边缘显示区域显示。

子像素法还有更多实现方式，其中可用到每个像素的RGB通道值，具体的可参见如下现有技术文献：

Her J H，Shin S J，Lim Y J，et al，Viewing angle switching in in-planesswitching liquid crystal display[J].Liq.Cryst.，2011，544(1)：220-226.

Lim Y J，Kim J H，Her J H，et al，Viewing angle switching Of liquidcrystal display using fringe-field switching to control off-axis phaseretardation[J].J.Phys.D：Appl.Phys.，2010，43(8)：88501.

Lim Y J，Jeong E，Kim Y S，et al，Viewing angle switching in Verticalalignment liquid crystal display by optimizing pixel structure andcontrolling LC orientation[J].SID Symp Digest Tech Papers.，2007，38(1)：756-759.

Kim M S，Lim Y J，Yoon S K，et al.A controllable Viewing angle LCD withan optically isotropic liquid crystal[J].J.Phys.D：Appl.Phys.，2010，43(14)：1-6.

作为一个实例，本发明所有实施例中的所述边缘显示系统为视角可控液晶显示器。

所述液晶显示器的中央显示区域的响应时间C

所述液晶显示器的边缘显示区域的响应时间E

根据实验，本发明的上述实施例实现的显示系统能够相对降低所述中央显示区域的液晶盒厚d以及转动粘滞系数γ，从而提高响应速度。

图5是利用视角可控液晶显示器执行的多通道数据优化方法流程图，所述视角可控液晶显示器包括至少一个显示界面，所述显示界面至少分为中央显示区域和边缘显示区域图5所述方法包括步骤S1-S4：

各个步骤实现如下：

S1：接收需要在所述视角可控液晶显示器的所述显示界面上显示的显示数据；

S2：对所述显示数据进行属性分析，所述属性包括所述显示数据的大小、持续时间以及光学属性，所述光学属性包括所述显示数据包含的像素的RGB通道值；

S3：基于所述属性分析结果，对所述显示数据包含的像素元素进行分段；

S4：将分段后的像素元素的第一子部分在所述中央显示区域显示，将分段后的像素元素的第二子部分在所述边缘显示区域显示，所述第一子部分和所述第二子部分存在部分重叠元素；

在图3中，虽然未示出，但是所述步骤S3具体包括：

将所述显示数据包含的每一个原始像素，分为第一主元素和第二辅元素，所述第一主元素用于显示图像信息，所述第二辅元素用于显示视角。

采用上述配置，通过对显示数据进行多通道的数据优化和分区显示，提高了显示系统的数据处理和渲染速度；同时，通过分区显示的构造，能够相对降低所述中央显示区域的液晶盒厚以及转动粘滞系数，从而提高显示系统的响应速度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。