專利名稱：利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種多媒體技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種是利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法。
背景技術(shù)：
LCD(液晶顯示系統(tǒng))彩屏在多媒體在手持移動設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。但是LCD系統(tǒng)所需的功耗在移動設(shè)備中占有大的比例。以前對CPU和存儲系統(tǒng)的功耗研究很多，諸如電池島，時鐘樹，休眠喚醒機制等，他們從軟件和硬件的角度來分析，不斷地來降低其功耗，但是對于顯示系統(tǒng)的低功耗多數(shù)是偏向單個方面的研究，而從系統(tǒng)的角度來研究降低功耗的不多，而隨著多媒體的應(yīng)用，這部分的功耗越來越重要，它直接決定了電池的續(xù)航能力。現(xiàn)代手持設(shè)備一般運行了一個操作系統(tǒng)，常用的是WinCE或Linux操作系統(tǒng)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)Inseok Choi等在《InternationalSymposium on Low Power Electronics and Design》(低功耗電子與設(shè)計國際會議)2002年，第112-117頁發(fā)表的“Low-Power Color TFT LCD Display forHand-Held Embedded Systems”，(低功耗彩色薄膜場效應(yīng)晶體管液晶顯示在手持嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用)中以降低顯示色深來降低顯示緩存的大小，從而降低讀取SDRAM(同步動態(tài)隨機存取存儲器)的次數(shù)達到降低功耗的目的，文獻中使用的降低色深是用固定的方法，分別抽取原始顏色數(shù)據(jù)中紅綠藍三個顏色的分量，取其中的較高的信息位重新組合成在低色深模式下的顏色。這樣就使得顯示緩存的大小隨著顯示色深的降低而減小，從而達到降低系統(tǒng)功耗的目的。但是，上述文獻的這種方法的不足之處在于顯示色深的降低一定程度上影響到了畫面質(zhì)量，導(dǎo)致畫面質(zhì)量的降低，這是實際應(yīng)用中不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，使其減小了顯示緩存，大大降低了系統(tǒng)功耗。本發(fā)明在應(yīng)用文檔閱讀器、編輯器時，為了削除冗余信息占據(jù)的絕大部分色彩空間，利用偽彩色技術(shù)，即對每個像素用少量幾個比特完全表示所有色彩信息，利用低位的索引值來表示高色深的像素，保持了顯示效果，明顯降低了功耗。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明利用液晶顯示系統(tǒng)控制器色彩檢測模塊實時地對屏幕上顯示的像素做統(tǒng)計。在一定時間內(nèi)，如果屏幕上的所有色彩種數(shù)未超過預(yù)設(shè)值，液晶顯示系統(tǒng)控制器會根據(jù)已檢測到的原始高色深顏色自動生成一個對應(yīng)的查找表，將這少量的高色深的顏色與低位的索引值一一對應(yīng)。隨后系統(tǒng)切換到偽彩色模式用戶程序所輸入的原始顏色在查找表內(nèi)自動查出相應(yīng)的索引值放入顯示緩存，液晶顯示系統(tǒng)控制器再用顯示緩存中的索引數(shù)據(jù)再次查表后得到高色深的數(shù)據(jù)進行屏幕的刷新。一旦用戶程序輸入的顏色未命中查找表，液晶顯示系統(tǒng)控制器則切換回正常色深的顯示模式。
所述液晶顯示系統(tǒng)控制器，是指用于管理LCD顯示屏的硬件模塊，它負責(zé)對LCD屏幕進行刷新，以及傳送顯示數(shù)據(jù)。
所述的查找表，就是根據(jù)索引值查找到其對應(yīng)的原始色彩值的表。
所述的低位的索引值，是指用于表示高位色彩空間中少量的幾個顏色的低位比特值。比如，65536的色彩空間中只有16種顏色出現(xiàn)。為了表示65536種顏色中的12345這個顏色，用0000(4比特)來表示，為了表示54321這種顏色本發(fā)明用0001來表示。這里的0000和0001就稱為低位的索引值。
所述的色彩檢測模塊是液晶顯示系統(tǒng)控制器的一個用于檢測顯示像素數(shù)據(jù)的模塊，開始檢測時，清空查找表，隨后開始對每個通過LCD控制器的像素數(shù)據(jù)在表中查找是否已存在，如果不存在則將該顏色添加到查找表，并分配一個索引值與其對應(yīng)；如果已經(jīng)存在，則跳過檢查下一個。最后統(tǒng)計顏色的種數(shù)。色彩檢測的過程實際上就是查找表建立的過程。
所述的色彩種數(shù)未超過預(yù)設(shè)值，是指在應(yīng)用低位索引值表示高色深的顏色時，顏色出現(xiàn)的種數(shù)未超過該索引值能夠表示的最大顏色數(shù)。比如預(yù)設(shè)值為4比特，如果顏色出現(xiàn)的數(shù)目未超過16種，就可以用這4比特的索引值表示出現(xiàn)過的顏色。
所述的顯示緩存，是指應(yīng)用程序在生成顯示圖像時，需將當(dāng)前的顯示圖像數(shù)據(jù)放入一個設(shè)定的內(nèi)存區(qū)域，液晶顯示系統(tǒng)控制器自動的從這個區(qū)域中獲取顯示數(shù)據(jù)送到液晶顯示系統(tǒng)屏幕里顯示，這里的設(shè)定內(nèi)存區(qū)域就稱為顯示緩存。它可以是內(nèi)存的一部分，也可以是位于其他位置的存儲空間。
所述的未命中查找表，是指輸入的色彩值不在查找表中，無法對其建立一個索引值，這就表示顯示的彩色數(shù)超過了索引值的表示范圍，索引值必須重建。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，不但降低了顯示色深，減小了顯示緩存，達到低功耗的目的，而且在一些應(yīng)用環(huán)境下圖像質(zhì)量沒有任何損失。本發(fā)明沒有兼容性問題，應(yīng)用程序無需針對本發(fā)明做任何修改即可使用。本發(fā)明經(jīng)UMC(臺灣聯(lián)合電子)0.18微米工藝流片測試，在文本瀏覽，文本編輯等應(yīng)用環(huán)境能降低系統(tǒng)10％-20％的功耗，同時保證顯示圖像的質(zhì)量。


圖1為偽彩色顯示模式數(shù)據(jù)流向圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，下面以LCD-QVGA-16比特(320*240)顯示系統(tǒng)為例，進一步解釋本發(fā)明方法。
本實施例中所述的應(yīng)用程序是普通的使用到顯示設(shè)備的任何程序。
本實施例中所述的自動檢測模塊是液晶顯示系統(tǒng)控制器的一個用于檢測顯示像素數(shù)據(jù)的模塊，并統(tǒng)計顏色的種數(shù)。
1.LCD顯示正常模式應(yīng)用程序通過驅(qū)動程序配置LCD控制器，背光，分配顯示緩存，建立DMA(直接內(nèi)存存取)傳輸通道，并將當(dāng)前圖像的數(shù)據(jù)放入顯示緩存(大小為2字節(jié)*320*240＝150KB)。LCD控制器以固定的刷新率(一般60Hz)啟動DMA對LCD屏幕進行刷新。在這種模式下，DMA頻繁的通過存儲控制器接口向SDRAM請求一幀的圖像數(shù)據(jù)(150KB)，而在一般的文本顯示模式時，這些數(shù)據(jù)幾乎都是重復(fù)不變的數(shù)據(jù)，消耗了大量功率。
2.自動檢測采用LCD控制器中的自動檢測模塊實現(xiàn)此功能。首先根據(jù)應(yīng)用程序的特點設(shè)置一個色彩數(shù)的預(yù)設(shè)值，此時為16種顏色。然后自動檢測模塊自動統(tǒng)計每一幀圖像的顏色種數(shù)。一旦在一定時間內(nèi)(可以用戶設(shè)定)的色彩數(shù)未超過預(yù)設(shè)值16，則系統(tǒng)自動建立一個0000～1111的4比特索引值與檢測到的16種顏色一一對應(yīng)的查找表。隨后就可以切換到偽彩色顯示模式。
3.偽彩色顯示模式應(yīng)用程序此時輸入的色彩數(shù)據(jù)都可以在這個查找表中找到對應(yīng)的索引值，然后系統(tǒng)將這個索引值寫入顯示緩存(原來一般模式是直接將原始的色彩數(shù)據(jù)寫入顯示緩存)。LCD控制器在需要對屏幕進行刷新時，從顯示緩存中取出索引值，在反向查表，查出真實的顏色值，在送到LCD屏顯示。此時的顯示緩存只有37.5KB，大小是原來的1/4，因此刷新LCD顯示的功耗也大大降低。
一旦輸入數(shù)據(jù)未命中查找表，這意味著有新的顏色參與顯示，系統(tǒng)立即切換回正常模式進行顯示。隨后再次開啟自動檢測，準(zhǔn)備再次進入偽彩色模式。
權(quán)利要求
1.一種利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征在于，利用液晶顯示系統(tǒng)控制器色彩檢測模塊實時地對屏幕上顯示的像素做統(tǒng)計，如果屏幕上的所有色彩種數(shù)未超過預(yù)設(shè)值，液晶顯示系統(tǒng)控制器會根據(jù)已檢測到的原始高色深顏色自動生成一個對應(yīng)的查找表，將這些高色深的顏色與低位的索引值一一對應(yīng)，用戶程序所輸入的原始顏色在查找表內(nèi)自動查出相應(yīng)的索引值放入顯示緩存，液晶顯示系統(tǒng)控制器再用顯示緩存中的索引數(shù)據(jù)再次查表后得到高色深的數(shù)據(jù)進行屏幕的刷新，一旦用戶程序輸入的顏色未命中查找表，液晶顯示系統(tǒng)控制器則切換回正常色深的顯示模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述液晶顯示系統(tǒng)控制器，是指用于管理液晶顯示系統(tǒng)顯示屏的硬件模塊，它負責(zé)對LCD屏幕進行刷新，以及傳送顯示數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的色彩檢測模塊是液晶顯示系統(tǒng)控制器的一個用于檢測顯示像素數(shù)據(jù)的模塊，開始檢測時，清空查找表，隨后開始對每個通過LCD控制器的像素數(shù)據(jù)在表中查找是否已存在，如果不存在則將該顏色添加到查找表，并分配一個索引值與其對應(yīng)；如果已經(jīng)存在，則跳過檢查下一個，最后統(tǒng)計顏色的種數(shù)，色彩檢測的過程實際上就是查找表建立的過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的色彩種數(shù)未超過預(yù)設(shè)值，是指在應(yīng)用低位索引值表示高色深的顏色時，顏色出現(xiàn)的種數(shù)未超過該索引值能夠表示的最大顏色數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的查找表，就是根據(jù)索引值查找到其對應(yīng)的原始色彩值的表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的低位的索引值，是指用于表示高位色彩空間中幾個顏色的低位比特值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的顯示緩存，是指應(yīng)用程序在生成顯示圖像時，需將當(dāng)前的顯示圖像數(shù)據(jù)放入一個設(shè)定的內(nèi)存區(qū)域，液晶顯示系統(tǒng)控制器自動的從這個區(qū)域中獲取顯示數(shù)據(jù)送到液晶顯示系統(tǒng)屏幕里顯示，這里的設(shè)定內(nèi)存區(qū)域就稱為顯示緩存。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的顯示緩存，是內(nèi)存的一部分，或是位于其他位置的存儲空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，其特征是，所述的未命中查找表，是指輸入的色彩值不在查找表中，無法對其建立一個索引值，這就表示顯示的彩色數(shù)超過了索引值的表示范圍，索引值必須重建。
全文摘要
一種多媒體技術(shù)領(lǐng)域的利用偽彩色顯示技術(shù)的嵌入式液晶顯示系統(tǒng)低功耗方法，利用液晶顯示系統(tǒng)控制器色彩檢測模塊實時地對屏幕上顯示的像素做統(tǒng)計，如果屏幕上的所有色彩種數(shù)未超過預(yù)設(shè)值，液晶顯示系統(tǒng)控制器會根據(jù)已檢測到的原始高色深顏色自動生成一個對應(yīng)的查找表，將這些高色深的顏色與低位的索引值一一對應(yīng)，隨后系統(tǒng)切換到偽彩色模式，即用戶程序所輸入的原始顏色在查找表內(nèi)自動查出相應(yīng)的索引值放入顯示緩存，液晶顯示系統(tǒng)控制器再用顯示緩存中的索引數(shù)據(jù)再次查表后得到高色深的數(shù)據(jù)進行屏幕的刷新，一旦用戶程序輸入的顏色未命中查找表，液晶顯示系統(tǒng)控制器則切換回正常色深的顯示模式。本發(fā)明減小了顯示緩存，大大降低了系統(tǒng)功耗。
文檔編號G09G5/02GK101093646SQ20071004289
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者何詠, 劉翔, 戎蒙恬, 劉文江 申請人:上海交通大學(xué)