自适应画面刷新率调整方法及其装置与流程

本发明涉及一种自适应画面刷新率调整方法。特别地，本发明涉及一种在显示源提供的画面刷新率不足情况下，用于平衡系统功耗以及用户体验的自适应画面刷新率调整方法及其装置。

背景技术：

现今，具有显示功能的电子装置变得越来越流行。通常，用户可使用电子装置上的显示模块(例如，显示屏)观看文字、视频等。例如，用户可使用电子装置上的显示模块阅读电子书、浏览网页、观看影片、操作游戏等。其中，上述电子装置可为计算装置、可携式或移动装置、可穿戴装置等。例如，上述电子装置可为智能手机、智能手表、智能手环、智能项链、个人数字助理或计算装置(例如，平板电脑、膝上电脑、笔记本电脑、台式电脑、服务器等)中的一个装置或者一个装置的一部分。随着科技的进步，为了追求视觉效果上更佳的使用体验，使用者对影片或者游戏画面的流畅度要求越来越高。但是由于上述电子装置(尤其是，便携式电子装置)往往采用电池进行供电，所以在提供用户画面流畅度的同时，需要兼顾电子装置的用电情况。

以使用安卓操作系统(Android)的移动电话为例，系统需要保证显示装置使用恰当的画面刷新率来刷新显示屏。太高的画面刷新率往往消耗更多电量，太低的画面刷新率往往给用户带来画面不连续的感觉，影响用户体验。在当今的安卓操作系统上，默认都是以每秒60帧的画面刷新率来刷新显示屏，即，系统将显示屏的画面刷新率设定为60Hz(也可表示为60FPS)。这主要是由下列两个原因造成的：1)、在每秒60帧的速度下，人眼感觉不到连续更换画面，即可达到流畅的用户体验；2)、现今移动电话的显示屏也往往以每秒60帧的画面刷新率作为标准来进行开发。基于画面刷新率为每秒60帧的显示原理，Android系统会以60Hz的频率(每16.6毫秒)发一次触发信号(Vertical-Sync，简称V-Sync)。

但是，在具体的手机应用中，存在显示源(display source)提供的或者所需的画面刷新率不足60FPS的情况。例如，在播放视频、允许高负载游戏或者屏幕处于空闲状态下，显示屏显示的显示源的画面刷新率设置可低于60Hz。当显示源提供的画面刷新率不足60FPS时，系统默认的做法是配置显示模块仍以60FPS的画面刷新率对屏幕进行刷新。这样会导致系统消耗多余功耗。另外，由于对屏幕按照固定刷新率进行重复刷新，所以当产生不同的显示源时，如果正好不在刷新屏幕的时刻，会等待一定时间才进行刷新并显示，这样会造成显示延迟，大大降低用户体验。综上，亟需一种在显示源提供的画面刷新率不足默认画面刷新率情况下，用于平衡系统功耗以及用户体验的画面刷新率调整方法及其装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明揭露一种自适应画面刷新率调整方法及其装置。

根据本发明实施例，提供一种自适应画面刷新率调整方法及其装置。其中，该自适应画面刷新率调整方法包含：确定显示源设定的第一画面刷新率；以及根据所述第一画面刷新率，设定显示模块所用的画面刷新率，以周期性刷新画面。

根据本发明另一实施例，提供一种装置，用于自适应画面刷新率调整，所述装置包含：显示模块；以及处理模块，包含绘图模块，配置所述处理模块确定显示源设定的第一画面刷新率；以及根据所述第一画面刷新率，配置所述处理模块设定所述显示模块所用的画面刷新率，以周期性刷新画面。

本发明提供的自适应画面刷新率调整方法及其装置可平衡系统功耗以及用户体验。

附图说明

图1是根据先前技术描述的显示源与画面刷新率的示意图；

图2是根据本发明实施例描述的显示源与画面刷新率的示意图；

图3是根据本发明实施例描述的电子装置的示意图；

图4是根据本发明实施例描述的第一场景下的显示画面示意图；

图5是根据本发明另一实施例描述的第二场景下的显示画面示意图；

图6是根据本发明实施例描述的自适应画面刷新率调整方法的进程。

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。

接下来的描述是实现本发明的最佳实施例，其是为了描述本发明原理的目的，并非对本发明的限制。可以理解地是，本发明实施例可由软件、硬件、固件或其任意组合来实现。

图1是根据先前技术描述的显示源与画面刷新率的示意图。如图1所示，系统采用60FPS的画面刷新率显示图像，每一帧所显示的时间约为16.6ms。显示源包含图像F1、F2、F3、F4以及F5，其具有较低画面刷新率。在每个周期时刻(例如，T1、T2、T3、T4、T5、T6)，系统刷新显示屏根据对显示源的前期采样(例如，前一次刷新时刻)以显示图像，例如，F0、F1、F2、F3、F4等。如图1所示，当显示源提供的画面刷新率不足60FPS(例如，50FPS)时，系统默认的做法是配置显示模块仍以60FPS的画面刷新率对屏幕进行刷新。这样就导致了显示源与显示图像的不匹配。如图1所示，由于每个显示源的显示时间大于60FPS所表示的时间间隔，所以在T4时刻，对显示源的前期采样仍为F2，则出现仍刷新图像F2的情况。由于在时刻T3时显示屏幕显示的也是图像F2，所以在一段时间内显示两幅相同图像会造成显示视频变慢的视觉效果，严重影响用户体验。换句话说，如图1所示，由于显示图像采用60FPS的画面刷新率，而显示源设定的是较小的画面刷新率(例如，50FPS)，所以会出现显示延迟的情况。如图1所示，在时刻T1至T2期间、时刻T4至T5期间、时刻T5至T6期间皆出现显示延迟。

值得注意的是，本发明中仅以60FPS的画面刷新率作为示例，而并不局限于60FPS。显示源设定的画面刷新率以及系统为显示模块设定的画面刷新率皆为任意值，例如，20FPS、30FPS、50FPS、120FPS等。上述两种画面刷新率可相同或不同。

图2是根据本发明实施例描述的显示源与画面刷新率的示意图。在本实施例中，电子装置使用了本发明的自适应画面刷新率调整方法，即当默认画面刷新率与显示源自身画面刷新率不同时，将系统为显示模块设定的画面刷新率调整为显示源自身的画面刷新率值。具体地，如图2所示，系统采用显示源自身画面刷新率(50FPS)显示图像，每一帧所显示的时间约为20ms。显示源包含图像F1、F2、F3、F4以及F5，其具有50FPS的画面刷新率。与图1相似，在每个周期时刻(例如，T1、T2、T3、T4、T5、T6)，系统刷新显示屏根据对显示源的前期采样以显示图像，例如，F0、F1、F2、F3、F4等。如图2所示，显示源与显示图像的画面刷新率相匹配，所以不会出现不必要的显示延迟以及重复帧，从而节省装置的功耗并且不会出现影响用户体验的视频变慢的情况。

图3是根据本发明实施例描述的电子装置300的示意图。电子装置300可为智能手机、智能手表、智能手环、智能项链、个人数字助理或计算装置(例如，平板电脑、膝上电脑、笔记本电脑、台式电脑、服务器等)中的一个装置或者一个装置的一部分。在本发明实施例中，电子装置300以具有安卓操作系统的智能手机作为示例进行描述。电子装置300包含处理模块301以及显示模块302。值得注意的是，电子装置300也可包含其他组件，但为了说明本发明的目的，省略与本发明无关的其他组件。处理模块301包含刷新率生成器303、应用模块304、窗口模块305。其中，应用模块304可为视频播放器、游戏应用程序等。可配置刷新率生成器303生成用于显示模块的画面刷新率的触发信号(也可称为V-Sync)。在安卓操作系统中，窗口模块305可为Surface Finger模块，用于在显示模块前端执行图像处理的相应操作。在本实施例中，应用模块304与窗口模块305可统称为绘制模块。在本发明实施例中，基于处理模块301接收到/检测到(也可为确定)的显示源设定的画面刷新率(称为第一刷新率)，刷新率生成器303向显示模块302发送信号S2，以及向应用模块304以及窗口模块305发送信号S1。其中，信号S1与信号S2分别包含与第一刷新率相关的信息，用于指导画面显示操作。例如，信号S1涉及第二刷新率；信号S2涉及第三刷新率。值得注意的是，在不同应用场景下，信号S1与信号S2涉及的第二刷新率与第三刷新率可相同或不同。

在本发明实施例中，显示模块302可直接根据刷新率生成器303发送的信号S2执行画面显示操作。替换地，显示模块302可根据信号S2以及应用模块与窗口模块根据信号S1处理得到的其他信号(例如，信号S4)执行画面显示操作。图4是根据本发明实施例描述的第一场景下的显示画面示意图，以及图5是是根据本发明另一实施例描述的第二场景下的显示画面示意图。

结合图3看图4，在图4中，显示模块302根据信号S2以及应用模块与窗口模块根据信号S1处理得到的其他信号(例如，信号S4)执行画面显示。具体地，应用模块304、窗口模块305以及显示模块302可使用相同的画面刷新率，其中，该画面刷新率可与显示源设定的画面刷新率相同。换句话说，信号S1涉及的第二刷新率、信号S2涉及的第三刷新率与第一刷新率相同。

在图4中，带有数字1-9的方块分别代表不同画面。在应用模块、窗口模块以及显示模块使用相同画面刷新率的情况下，即使如图4所示，在显示的时间内存在两种不同的画面刷新率(即，在时刻T11之前的画面刷新率小于在时刻T11之后的画面刷新率)，但由于上述应用模块、窗口模块以及显示模块始终与显示源保持一致，所以并未出现显示延迟以及重复刷新相同帧的问题。另外，为了达到上述相同画面刷新率，处理模块会向绘图模块与显示模块发送同一个V-Sync触发信号。

结合图3看图5，在图5中，显示模块302可直接根据刷新率生成器303发送的信号S2执行画面显示操作。换句话说，仅显示模块302所用的画面刷新率随显示源设定的画面刷新率变化而改变。具体地，在特定时间周期内，应用模块304、窗口模块305可与显示模块302使用不同的画面刷新率。如图5所示，应用模块以及窗口模块所用的画面刷新率是系统默认画面刷新率，例如，60FPS。如果显示源设定的第一刷新率在时刻T12之前为30FPS，在T12之后为60FPS，则显示模块根据指示上述第一刷新率的信号S2，将对应图像(帧)按照变化的画面刷新率进行显示。具体地，在时刻T12之前，显示模块302按照30FPS的画面刷新率进行刷新操作；而在时刻T12后，显示模块302按照60FPS的画面刷新率进行刷新操作。其中，为了达到上述不同的画面刷新率，处理模块会向绘图模块与显示模块发送不同的V-Sync触发信号。具体的V-Sync触发信号将在下列段落中进行描述。

图6是根据本发明实施例描述的自适应画面刷新率调整方法的进程600。进程600可表示电子装置300所实施的内容。进程600可包含本发明的多个步骤。虽然在图6中使用分立步骤进行描述，但根据具体需求可将进程600中的各种步骤分割为附加步骤，结合为更少步骤，或者消除步骤。此外，可按照图6所示的顺序或者其他不同顺序执行进程600的步骤。接下来以电子装置300为背景描述进程600，这仅是为了描述的目的，并不是对本发明的限制。进程600开始于步骤610。

在步骤612，利用电子装置300的处理模块301判断是否启用自适应画面刷新率调整机制(Adaptive Refresh Rate，ARR)。如果答案为否，则进程600进入步骤614；否则进入步骤616。在步骤614中，显示模块302使用默认画面刷新率(例如，系统默认的60FPS)。在步骤616中，利用电子装置300的处理模块301判断绘图模块与显示模块是否使用相同画面刷新率。如果答案为否，则进程600进入步骤618；否则进入步骤620。在步骤618中，利用电子装置300的处理模块301确定显示源设定的画面刷新率(可称为第一刷新率)。进程600接着进入步骤622，根据上述第一刷新率，改变显示模块所用的画面刷新率以周期性刷新画面。其中，可将显示模块所用的画面刷新率设定为与第一刷新率相同，也可按比例设定上述显示模块所用的画面刷新率。步骤618与步骤622可以随着时间循环执行，即当确定第一刷新率发生变化时，相应改变显示模块所用的画面刷新率。在步骤620中，利用电子装置300的处理模块301确定显示源设定的画面刷新率(可称为第一刷新率)。进程600接着进入步骤624，根据上述第一刷新率，改变显示模块与绘图模块所用的画面刷新率以周期性刷新画面。其中，可将显示模块以及绘图模块所用的画面刷新率设定为与第一刷新率相同，也可按比例设定上述显示模块与绘图模块所用的画面刷新率。步骤620与步骤624可以随着时间循环执行，即当确定第一刷新率发生变化时，相应改变显示模块与绘图模块所用的画面刷新率。

在步骤622中，以Android系统为例，本发明将原本Android使用的V-Sync进行拆分，分为软件V-Sync(SW V-Sync)以及硬件V-Sync(HW V-Sync)两种触发信号。其中，SW V-Sync仍保持原本Android系统使用的每秒60帧的刷新率，而HW V-Sync则会在有更新信号情况下或者在达到屏幕可容忍的下限时间产生。换句话说，如果绘图模块与显示模块使用相同的画面刷新率，则无需对V-Sync进行拆分；如果绘图模块与显示模块使用不同的画面刷新率，则将绘图模块与显示模块使用相同的画面刷新率拆分为用于绘图模块的SW V-Sync触发信号(可称为第一触发信号)以及用于显示模块的HW V-Sync触发信号(可称为第二触发信号)。

综上，本发明提供的自适应画面刷新率调整方法及其装置可灵活调整显示模块所用的画面刷新率，避免重复刷帧以及显示画面时间延迟，从而达到节省系统功耗并且改善用户体验的目的。

呈现上述描述以允许本领域技术人员根据特定应用以及其需要的内容实施本发明。所述实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且可将上述定义的基本原则应用于其他实施例。因此，本发明不局限于所述的特定实施例，而是符合与揭露的原则及新颖特征相一致的最宽范围。在上述细节描述中，为了提供对本发明的彻底理解，描述了各种特定细节。然而，本领域技术人员可以理解本发明是可实施的。

上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)中执行的执行上述程序的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为了不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

在不脱离本发明精神或本质特征的情况下，可以其他特定形式实施本发明。描述示例被认为说明的所有方面并且无限制。因此，本发明的范围由权利要求书指示，而非前面描述。所有在权利要求等同的方法与范围中的变化皆属于本发明的涵盖范围。