电源管理系统和电源管理方法
阅读：101发布：2020-08-29
专利汇可以提供电源管理系统和电源管理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种电源管理系统及电源管理方法。所述系统包括：用于侦测用户的视线 角 度的 图像采集 单元(3)；根据用户的视线角度确定关注区域和除关注区域之外的非关注区域，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略的控制单元(1)；根据所述显示策略设置非关注区域的显示参数的 图形处理单元 (2)。根据本发明，能够有效减低数字处理设备的功耗和 温度 ，同时使用户获得良好的用户体验。，下面是电源管理系统和电源管理方法专利的具体信息内容。
1.一种电源管理系统，包括：
图像采集单元(3)，用于侦测用户的视线角度；
控制单元(1)，根据用户的视线角度确定关注区域和除关注区域之外的非关注区域，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略；
图形处理单元(2)，用于根据所述显示策略设置非关注区域的显示参数。
2.根据权利要求1所述的电源管理系统，所述图像采集单元(3)追踪用户眼球的运动轨迹，并通过眼球追踪算法获得用户的视线角度。
3.根据权利要求1所述的电源管理系统，还包括用于检测用户与显示屏之间的距离的距离传感器4，所述控制单元(1)根据该距离动态调整关注区域的大小。
4.根据权利要求1所述的电源管理系统，还包括用于检测环境光强的光线传感器5，所述控制单元(1)根据该环境光强调整显示屏的亮度值。
5.根据权利要求1所述的电源管理系统，所述图像采集单元(3)是阵列式摄像头。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电源管理系统，所述不同的显示策略包括对非关注区域进行弱化处理，对关注区域不处理或执行优化处理。
7.根据权利要求6所述的电源管理系统，所述处理包括设置下述显示参数中的一项或多项：图像刷新帧率、图像对比度、图像饱和度、显示细节、顶点几何运算、渲染运算和亮度。
8.一种电源管理方法，包括：
步骤S101，侦测用户的视线角度；
步骤S102，根据用户的视线角度确定关注区域和除关注区域之外的非关注区域；
步骤S103，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
检测用户与显示屏之间的距离；和
根据所述距离动态调整关注区域的大小。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
检测环境光强；和
根据所述环境光强调整显示屏的亮度值。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的电源管理方法，所述不同的显示策略包括对非关注区域进行弱化处理，对关注区域不处理或执行优化处理。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的电源管理方法，所述处理包括设置下述显示参数中的一项或多项：图像刷新帧率、图像对比度、图像饱和度、显示细节、顶点几何运算、渲染运算和亮度。
13.一种电源管理方法，包括：
步骤S201，检测系统温度是否超过上限值；
步骤S202，当系统温度小于上限值时，执行普通模式；
步骤S203，当系统温度大于或等于上限值时，执行重载模式；
步骤S204，降低图像刷新帧率；
步骤S205，判断图像刷新帧率是否大于预定值，如果是，则返回步骤S204，继续降低图像刷新帧率；
步骤S206，如果图像刷新帧率小于等于预定值，则执行权利要求7-11中任一项所述的电源管理方法。
电源管理系统和电源管理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及到用于数字处理装置的电源管理方案，特别的，涉及到可以对局部显示执行优化或弱化处理的电源管理系统和电源管理方法。
背景技术
[0002] 目前，数字处理装置已经非常广泛的应用于人们的日常生活中，例如台式/便携式计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理等。根据使用者的需要，这种便携式数字处理装置的发展趋势是满足越来越高的软硬性能要求的同时，应该保证装置的尺寸、体积和重量等不会相应增加，从而满足便携的基本要求。这种趋势要求在空间有限的数字处理装置内放置更多数量的元件，并且单个元件的性能也要求尽量提高，例如存储容量的增加，运行频率的提高等。这种方案产生的问题是，元件的散热量越来越大，散热空间越来越小，最终导致不能数字处理装置不能正常运行。
[0003] 为解决该问题，有些数字处理装置中设置了电源管理模块，用于综合管理装置内各元件的电源使用量，从而控制元件的发热量。
[0004] 当前的电源管理方案是在散热允许的条件下，让数字处理装置尽可能的发挥到最高性能。一旦用户运行高清视频或3D游戏等重载程式，机器温度超过了上限值，系统将直接对CPU或GPU进行降频处理。但是，这种处理会降低机器性能，严重影响用户的使用感受。
[0006] 因此，需要提出一种新的解决方案，能够在满足轻薄化和散热的前提下，不会降低机器在运行高清视频、3D游戏时的性能，进而提升用户的使用感受。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种电源管理系统和电源管理方法。根据本发明，可以有效减低系统的能耗和温度，同时不会影响用户体验。
[0008] 根据本发明的第一方面，提供了一种电源管理系统，包括：图像采集单元3，用于侦测用户的视线角度；控制单元1，根据用户的视线角度确定关注区域和除关注区域之外的非关注区域，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略；图形处理单元2，用于根据所述显示策略设置非关注区域的显示参数。
[0011] 可选的，所述电源管理系统还包括用于检测环境光强的光线传感器5，所述控制单元1根据该环境光强调整显示屏的亮度值。
[0012] 所述图像采集单元3是阵列式摄像头。
[0013] 根据本发明的第二方面，提供了一种电源管理方法，包括：步骤S101，侦测用户的视线角度；步骤S102，根据用户的视线角度确定关注区域和除关注区域之外的非关注区域；步骤S103，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略。
[0014] 可选的，所述方法还包括：检测用户与显示屏之间的距离；和根据所述距离动态调整关注区域的大小。
[0015] 可选的，所述方法还包括：检测环境光强；和根据所述环境光强调整显示屏的亮度值。
[0016] 根据本发明的第三方面，提供了一种电源管理方法，包括：步骤S201，检测系统温度是否超过上限值；步骤S202，当系统温度小于上限值时，执行普通模式；步骤S203，当系统温度大于或等于上限值时，执行重载模式；步骤S204，降低图像刷新帧率；步骤S205，判断图像刷新帧率是否大于预定值，如果是，则返回步骤S204，继续降低图像刷新帧率；步骤S206，如果图像刷新帧率小于等于预定值，则执行根据本发明第二方面的电源管理方法。
[0017] 所述不同的显示策略包括对非关注区域进行弱化处理，对关注区域不处理或执行优化处理。
[0019] 如上所述，本发明提供了一种新的电源管理系统和方法，其能够有效减低数字处理设备的功耗和温度，同时使用户获得良好的用户体验。此外，还可以便于用户可以根据各自不同的需求对电源管理方案进行配置。附图说明
[0020] 图1显示了本发明优选实施例的电源管理系统的结构示意图；
[0021] 图2显示了显示屏上的关注区域和非关注区域的正视图；
[0022] 图3显示了本发明优选实施例的电源管理方法的流程图；
[0023] 图4显示了本发明另一优选实施例的电源管理方法的流程图。
具体实施方式
[0024] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0025] 图1显示了本发明优选实施例的电源管理系统的结构示意图。
[0026] 如图所示，本发明的电源管理系统包括：控制单元1、图形处理单元(GPU)2和图像采集单元3。
[0027] 图像采集单元3设置在显示屏上的适当位置，用于侦测用户的视线角度。通过设置图像采集单元，可以实时的侦测用户的视线角度，从而实时、动态的确定当前时刻用户关注区域的位置。视线角度可以用于确定当前时刻用户视线在显示屏上的落点位置，该落点位置可以作为用户关注区域的中心点位置，从而可以确定当前时刻用户的关注区域的位置。
[0028] 本实施例中，图像采集单元可以实施为摄像头，但不限制于此。在一优选实施例中，可以在显示屏上的不同位置设置多个图像采集单元构成阵列式图像采集单元，这种阵列式图像采集单元能够更准确的确定用户视线在显示屏上的落点位置，从而更快速、准确的确定关注区域和非关注区域。
[0029] 例如，在设置两个摄像头构成阵列式图像采集单元的情况下，两个摄像头与眼睛所在位置构成三角形，可以利用三角形定位算法侦测定位出用户的眼睛位置和视线角度。另外，图像采集单元根据所述眼睛位置和视线角度确定视线对应到屏幕上的落点位置，也就是当前时刻用户在屏幕上的关注区域的中心位置。
[0030] 另外，图像采集单元可以实施为能够追踪用户眼球运动轨迹的摄像头，该摄像头可以追踪用户的眼球运动(瞳孔或眼白的运动)，并通过眼球追踪算法获得当前时刻用户眼球的视线角度，进而确定获得当前时刻用户关注区域的位置。
[0031] 控制单元1根据用户的视线角度确定关注区域，以及将除关注区域之外的区域确定为非关注区域，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略，并将该显示策略发送给图形处理单元(GPU)2。
[0032] 这里，确定关注区域包括确定关注区域的位置、形状和大小。具体来说，控制单元1利用图像采集单元提供的当前用户视线角度确定用户视线在显示屏上的落点位置，以此落点位置作为当前时刻用户关注区域的中心点位置。另外，用户可视范围的形状和大小可以在产品制造时根据显示屏的尺寸、分辨率等参数预先设定，也可以由用户在使用时根据自己的喜好预先设定。例如，在一个优选实施例中，可以将用户可视范围的大小设置为1/4屏幕面积的大小，但不限制于此，而是可以根据用户个人喜好来设置。控制单元1基于上述中心点位置和预先设定的用户可视范围来确定当前时刻用户关注区域的位置、形状和大小。
[0033] 用户的可视范围是指在用户正常观看显示屏的状态下，以某一时刻的用户视线作为中轴线并具有一定锥角的圆锥体延伸投影到显示屏上而覆盖的范围，也就是当前时刻用户在显示屏上能够观看到的区域范围。因此，关注区域是以图像采集单元检测到的人眼视线在显示屏上的落点作为中心点而设置的具有某种形状的区域。
[0034] 如图1所示，假如某时刻用户的视线垂直于屏幕中心位置，则以该视线为中心轴线，角度为θ的圆锥体区域构成的用户的视角范围(见图1中虚线所示)，而该圆锥体延伸到显示屏上投影形成的区域(见图1中显示屏上的粗实线)是用户在当前时刻的关注区域，显示屏上除了该关注区域以外的其他区域是用户在当前时刻的非关注区域。这里，角度θ的值可以预先设置，例如设置为30度、45度等。
[0035] 图2显示了显示屏上的关注区域和非关注区域的正视图。
[0036] 在图2中，近似圆形的关注区域表示当前时刻用户视线所能够观察到的区域，除此之外的非关注区域表示当前时刻用户视线不能观察到的区域。
[0037] 图2中显示的关注区域为近似圆形，但本发明不限制于此。实际上，用户当前关注区域的形状和面积大小可以根据显示屏大小、用户使用习惯进行设置，例如可以是面积大小不等的圆形、矩形等等，不局限于具体数值。本发明中，除非特别指明，所提到的关注区域均指当前时刻用户在显示屏上的关注区域。
[0038] 控制单元1确定关注区域和非关注区域后可以进一步形成对所述关注区域和非关注区域不同的显示策略。例如，可以对非关注区域进行弱化处理，对关注区域不处理或执行优化处理。这里的处理通常是指调整显示参数，例如图像刷新帧率、图像对比度、图像饱和度、显示细节、顶点几何运算、渲染运算和亮度中的一项或多项。
[0039] 在本实施例中，控制单元1通常执行对非关注区域进行弱化处理，但可以选择对关注区域不处理或执行优化处理。在一优选实施例中，控制单元1对关注区域执行优化处理，例如增加关注区域的显示细节。在另一可选实施例中，图形处理单元2对关注区域不执行优化处理，而仅对非关注区域执行弱化处理。这种情况下，任意时刻的关注区域都是按照系统中预先设定的默认显示参数进行显示，而关注区域则执行弱化显示。从而在确保不降低用户感受的前提下，减低了系统负载。
[0040] 控制单元1形成显示策略后以指令的形式发送给图形处理单元(GPU)2执行。
[0041] 图形处理单元(GPU)2用于设置非关注区域的显示参数。具体来说，GPU 2从控制单元1接收显示策略执行指令，根据所述显示策略设置显示屏上非关注区域和/或关注区域的显示参数，例如对非关注区域进行弱化处理。最后，GPU 2将设置了显示参数的显示内容发送到显示屏上显示。
[0042] 如上所述，由于用户的注意力或视线是实时变化的，图像采集单元能够实时追踪用户的眼睛或视线角度，控制单元可以据此确定当前时刻用户的关注区域和非关注区域，并将有关信息发送给图形处理单元，图形处理单元对关注区域进行优化处理，对非关注区域进行弱化处理，最后发送到显示屏上显示。这样，可以确保任意时刻用户的视线范围内所看到的图像都是优化的，从而在不影响用户使用感受的前提下，降低系统的负载和散热，保证系统的稳定运行。
[0043] 本发明的电源管理系统可以自动设置视频或游戏的最小图像刷新帧率FPS和当前关注区域，也可以由用户根据自己需要手动设置。降低FPS并不会降低每一帧的显示质量，降低的是每秒显示的帧数。业界的标准是当FPS大于等于30时，认为视频为流畅，即用户感受到视频是流畅的。这里指的用户可调最小FPS，指的是在30以上可设置，例如设置为40、45或50等。
[0044] 在另一个可选实施例中，本发明的电源管理系统还设置有距离传感器4(参见图1中的虚线框4)。该距离传感器4设置在显示屏上的适当位置，用于检测用户与显示屏之间的距离，并将该距离信息发送给控制单元1。通常来说，距离传感器4主要检测用户的眼睛与距离传感器所在位置之间的距离，但本发明不限制于此。
[0045] 在该实施例中，控制单元1在确定了关注区域的位置和大小的情况下，可以根据用户与显示屏之间的距离来动态调整关注区域的大小。例如，当用户离显示屏较近时，用户的可视范围变小，关注区域的范围也变小，对显示细节的敏感度提高；反之，当用户距离显示屏较远时，用户的视角范围将变大，关注区域的范围也变大，但是对显示细节的敏感度降低。另外，关于用户与显示屏之间的距离与关注区域大小之间的调整策略，可以根据显示屏的大小、分辨率、用户个人喜好来预先设定，例如在出厂时设定或者在使用时由用户预先设定，因而不局限于具体的值。
[0046] 在另一个可选实施例中，本发明的电源管理系统还设置有光线传感器5(参见图1中虚线框5)，其用于检测环境光强并发送给控制单元1。光线传感器5可以检测用户所处环境的光线强度并发送给控制单元1，控制单元1根据环境的光线强度来调整显示屏的亮度值，环境光强则调低显示屏亮度，环境光弱则调高显示屏亮度。控制单元1将调整后的亮度值发送给图形处理单元2，图形处理单元2调整显示屏的亮度参数后发送给显示屏显示。
[0047] 在另一个可选实施例中，本发明所指的不同的显示策略是指在所述显示单元中所述用户关注区域和所述用户非关注区域的显示参数不同，而在执行不同的显示策略之前，计算机首先判断电子设备的工作模式，所述工作模式至少包括文档处理模式和游戏模式，还可以包括视频浏览模式，上网模式等等；而当所述电子设备处于文档处理模式时，所述用户关注区域和所述用户非关注区域的图像对比度的比值为N，其中N为大于1的正数；而当所述电子设备处于游戏模式时，所述用户关注区域和所述用户非关注区域的图像对比度的比值为M，其中M为大于N的正数。也就是说，当述电子设备处于文档处理模式时所述用户关注区域和所述用户非关注区域的图像对比度不能有太大的差异，否则会影响用户的视力，而在游戏模式时用户关注的范围有限，其他非关注的区域的对比度可以大幅降低，以节省功耗。
[0048] 图3显示了本发明优选实施例的电源管理方法的流程图。
[0049] 该优选实施例的电源管理方法包括以下步骤：
[0050] 步骤S101，侦测用户的视线角度。
[0051] 图像采集单元实时侦测用户的视线角度，并将该视线角度发送给控制单元。
[0052] 步骤S102，确定关注区域和除关注区域之外的非关注区域。
[0053] 确定关注区域包括确定关注区域的位置、形状和大小。控制单元根据该视线角度确定当前时刻用户视线在显示屏上的落点位置，以该落点位置作为用户关注区域的中心点位置，从而可以确定当前时刻用户的关注区域的位置。此外，控制单元基于上述中心点位置和预先设定的用户可视范围来确定当前时刻用户关注区域的位置、形状和大小。然后，控制单元将除关注区域之外的区域确定为非关注区域。
[0054] 步骤S103，对所述关注区域和非关注区域执行不同的显示策略。
[0055] 控制单元1确定关注区域和非关注区域后可以进一步形成对所述关注区域和非关注区域不同的显示策略。例如，可以对非关注区域进行弱化处理，对关注区域不处理或执行优化处理。这里的处理通常是指调整显示参数，例如图像刷新帧率、图像对比度、图像饱和度、显示细节、顶点几何运算、渲染运算和亮度中的一项或多项。举例来说，每一帧的整幅图像，分辨率越高所需要处理的运算量也越大，包含了顶点的几何运算和渲染运算。
[0056] 显示策略形成后以指令的形式发送给图形处理单元(GPU)2执行，以设置非关注区域和/或关注区域的显示参数，例如对关注区域进行优化处理，对非关注区域进行弱化处理。
[0057] 另外，上述方法还可以包括下述步骤：检测用户与显示屏之间的距离；以及根据所述距离动态调整关注区域的大小。
[0058] 另外，上述方法还可以包括下述步骤：检测环境光强；和根据所述环境光强调整显示屏的亮度值。
[0059] 图4显示了本发明另一优选实施例的电源管理方法的流程图。
[0060] 该优选实施例的电源管理方法包括以下步骤：
[0061] 步骤S201，检测系统温度是否超过上限值。
[0062] 通过温度传感器检测系统的温度T，控制单元判断系统温度T是否超过温度上限值Tj。
[0063] 步骤S202，当系统温度小于上限值时，执行普通模式。
[0064] 电源管理系统的普通模式是指按照系统的默认显示参数显示视频或图像内容。在可选实施例中，可以对中央处理单元CPU和图形处理单元GPU执行超频(处于turbo enable状态)以提高系统性能。
[0065] 步骤S203，当系统温度大于或等于上限值时，执行重载模式。
[0066] 重载模式是指系统运行某些程序时需要相对复杂的运算，如高清的视频，3D游戏等，使得系统的负载变重。所述重载模式包括下述步骤：
[0067] 步骤S204，降低图像刷新帧率。
[0068] 通常降低图像刷新帧率f到某一预定值fps，例如默认最小的fps值设定为30fps。该值可以根据个人喜好和不同的视频由用户来调整。本步骤执行减帧处理是因为帧速较大时，例如60fps，GPU执行负载较高，执行速度变慢。
[0069] 步骤S205，判断图像刷新帧率是否大于预定值，如果是，则返回步骤S204，继续降低图像刷新帧率。
[0070] 步骤S206，如果图像刷新帧率小于等于预定值，则执行图3所示的电源管理方法。
[0071] 通过以上步骤，可以保证运行重载的视频或3D游戏时，既减小了系统的负载，又保证了用户的使用感受。
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