可变刷新率系统中的动态帧重复技术方案

公开了用于调整显示设备的动态刷新频率的方法、计算机程序产品和系统。该方法包括以下步骤，获取与第一图像相关联的当前帧的持续时间，基于当前帧的持续时间来选择用于第二图像的重复值，以及基于重复值在显示设备上重复呈现第二图像。用于实施该方法的逻辑可以包括在图形处理单元或显示设备本身内。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】可变刷新率系统中的动态帧重复本申请要求享有2014年05月30日提交的序列号为62/005，928的、题为“DynamicFrame Repetit1n in a Variable Refresh Rate System”的美国临时申请的优先权，其全部内容通过援弓I整体并入本文。
本专利技术涉及显示系统，更具体地，涉及可变刷新率显示器。
技术介绍
传统的显示设备(例如，阴极射线管(CRT)显示设备、液晶显示设备(LCD)、发光二极管(LED)显示设备、有机发光二极管(OLED)显示设备、有源矩阵有机发光二极体(AMOLED)显示设备等)在固定刷新率例如60Hz、85Hz、或120Hz下操作。换句话说，显示设备配置为在特定频率下刷新屏幕的每个像素。在传统的系统中，传输到显示设备的视频信号必须与显示设备的刷新率的固定频率匹配。一些显示设备能够基于显示设备的配置设置而改变固定频率的刷新率，但是一旦该设置被改变，由显示设备接收到每个帧在固定频率下绘制到屏幕。然而，图形处理单元(GPU)在可变渲染速率下可以生成像素数据的帧，可变渲染速率异步于显示装置的固定刷新率。例如，当显示设备以60Hz运行时，每16.6ms显示器的像素进行刷新。然而，每个帧需要占用不同的时间通过GPU进行渲染，因此当一帧可能需要12ms的时间来渲染，具有更加复杂的几何结构的另一帧可能需要30ms的时间来渲染。因此，当下一帧需要经由视频接口输出到显示设备时，完全渲染的帧可能在帧缓冲区中还没准备好。这种情况会导致图像伪影，观众可能会察觉到不连贯的视频。例如，如果被输出到显示设备的图像通过帧而部分地切换(垂直同步关闭)，那么图像撕裂(tearing)可能发生。相反地，如果被输出到显示设备的图像仅在帧之间切换，从而导致一些帧被重复和/或造成一些帧被跳过(垂直同步开启)，那么图像残迹可能发生。更新的显示设备利用动态刷新频率可以被配置为与GPU同步运行。例如，一些监视器可以与NVIDIA’s G-SYNC?技术兼容，使显示设备能够同步像素单元的刷新以显示具有可变渲染速率的GPU的帧。GPU被配置为随着帧被渲染的同时通过视频接口传递显示设备的像素数据的帧，并且显示设备被配置为响应于接收到像素数据而刷新显示设备的像素，而不是以固定频率的刷新率。换目之，显不设备的刷新频率不固定于一特定频率，而是动态地调整为从GPU接收图像数据的速率。只要GPU以合理的快速渲染速率来渲染图像数据的帧，与传统系统相关联的图像伪影的类型就可以减少。然而，在某些情况下，由于场景的复杂性GPU可能无法在合理的时间内清染特定的帧。例如，像素数据的特定的帧可能需要例如10ms的时间来清染，对于该特定的帧动态刷新频率相当于10HZ。当连续帧之间有大的延迟时，监视器的有效刷新率可能会成为大问题。例如，大多数图像显示技术(例如，LCD面板)具有上限和下限的刷新频率，在刷新频率内显示设备可以重现高质量的图像。当在固定频率刷新率下驱动显示设备时，很容易满足操作限制，因为可以在显示设备上下限之间选择固定刷新率。然而，当使用可变刷新率技术时，例如NVIDIA’ s G-SYNC?技术，GPU可能需要可变的和不可预测的时间产生接下来的图像数据用于显示。产生用于显示的图像数据的下一帧需要的时间可能长于停留在显示所要求的最小刷新频率的可用时间。因此，存在对于解决与现有技术相关联的这些和/或其他问题的需要。
技术实现思路
公开了用于调整显示设备的动态刷新频率的方法、计算机程序产品和系统。该方法包括以下步骤，获取与第一图像相关联的当前帧的持续时间，基于所述当前帧的持续时间来计算用于第二图像的重复值，以及基于所述重复值在显示设备上重复显示所述第二图像。用于实施该方法的逻辑可以包括在图形处理单元或显示设备本身内。【附图说明】图1示出了根据一个实施例的、在显示设备上重复呈现图像的方法的流程图；图2示出了根据一个实施例的、包括能够动态刷新频率的显示器的系统；图3A和图3B示出了根据一个实施例的、具有30HZ的最小刷新频率的帧重复的示例；图4示出了根据一个实施例的、图2中GPU的操作；图5示出了根据另一个实施例的、图2中缩放单元的操作；图6示出了根据另一个实施例的、图2中TCON的操作；以及图7示出了在其中可以实现各种前述实施例中的各种架构和/或功能的示范性系统。【具体实施方式】在大多数可变刷新率显示器中，图像数据的每个新的帧的到达时间是未知的，并且基于过去的事件的启发可以用来估计图像数据的下一个帧的到达时间。估计出的到达时间被用来找出图像数据的先前帧应该在显示设备上被刷新的次数，以确保显示设备在显示设备具有的、关于显示设备的最小和最大刷新频率的规范内操作。图1示出了根据一个实施例的、在显示设备上重复呈现图像的方法100的流程图。在步骤110，获取与图像数据的帧相关联的当前帧的持续时间。该当前帧的持续时间表示将图像数据的当前帧渲染进入帧缓冲区所需要的时间，以及相应的图像数据的先前帧通过显示设备被显示同时等待图像数据的当前帧被接收的时间。当前帧的持续时间对于图像序列中的图像数据的一个或多个帧可以是变化的。在一个实施例中，显示设备中的时序控制器计算当前帧的持续时间的估计。在另一个实施例中，显示设备中的缩放单元计算当前帧的持续时间的估计。在再一个实施例中，显示设备之外的处理器，例如图形处理单元计算当前帧的持续时间的估计。在大多数可变刷新率显示设备中，每个新图像的到达时间将是未知的，因为图像的渲染速率根据被渲染的场景的复杂性而变化。每个新图像的到达时间可知的唯一的方式是，如果在先前帧传送到显示设备之前有一帧的延迟使得当先前帧被传送到显示设备时当前帧的渲染时间是已知的。然而，这类延迟对于一些交互式应用如计算机游戏用户可能导致显而易见的滞后。在一个实施例中，可以通过使用基于过去事件的启示来估计当前帧的持续时间从而避免一帧的延迟，比如已知的图像数据的一个或多个先前帧的帧持续时间。例如，与图像数据的先前帧相关联的帧的持续时间可以被用于估计与图像数据的当前帧相关联的帧的持续时间。在另一个示例中，与图像数据的N个先前帧相关联的平均帧持续时间可以被用于估计图像数据当前帧的帧持续时间。在步骤120中，基于当前帧的持续时间来选择用于先前图像的重复值。应当理解的是，给定对应于允许的最大的帧持续时间的显示设备刷新频率的特定的下限，以及对应于允许的最小的帧持续时间的显示设备刷新频率的特定的上限，那么确定图像数据的帧的整数的重述次数始终是可能的，使得与图像数据的帧相关联的动态刷新频率落在显示设备的刷新频率的下限和上限内，只要满足以下公式:(frame_durat1nmax/frame_durat1nmin) ^ 2 (公式 I)在公式I中，frame_durat1n_/f^表显示设备允许的最大帧的持续时间，frame_durat1nmin代表显不设备允许的最小的帧持续时间。换目之，允许的最大的帧的持续时间的大小应该大于或等于允许的最小的帧持续时间的大小的2倍。例如，显示设备具有下限为50Hz的刷新频率和上限为135Hz的刷新频率，那么公式I的结果约为2.7(即，20ms/7.4ms?2.7)，其大于2。如果图像数据的帧生成的太快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：获取与第一图像相关联的当前帧的持续时间；基于所述当前帧的持续时间来选择用于第二图像的重复值；以及基于所述重复值在显示设备上重复呈现所述第二图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆·韦伯，罗伯特·简·许滕，格里特·A·斯拉文博格，托马斯·F·福克斯，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US