CN100511353C - 画面冻结检测器 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种方法和系统，通过在馈送至显示器的信号链中添加重复的电子标签并检测该显示器上是否存在所述电子标签来识别显示器上的画面冻结状态。如果不存在电子标签则激活报警单元。

Description

画面冻结检测器

技术领域

本发明涉及包含多个像素的显示器。特别，本发明涉及用于检测该类型的显示器是否没能更新发送给它的画面数据的系统和方法。

背景技术

现在很多船舶都使用带有某种用来呈现信息的显示器或监视器的电子地图、雷达和其他类型的电子仪器。在关键系统中，需要独立的备份系统以防部件故障。对于显示器，这通常意味着船员可以在不同的显示器上查看相同的信息。

如果船员知道显示器发生故障并且不再用新信息来更新，这样的系统也是令人满意的。

可以知道什么时候基于CRT(阴极射线管)的显示器处于故障，因CRT或者可能变黑或者最终成一个白亮点。可以通过查看显示器很容易地检测这些事件。

新的显示器如TFT(薄膜晶体管)用于电子组件已经好几年了，目前正在替换CRT显示器。TFT显示器是一种LCD(液晶显示)显示器。

TFT显示器或监视器的信号链使用各种形式硬件组件，可以都包含某种形式的存储器。通常视频源、视频多路(video mux)、显示控制器和面板都可以包含或将包含存储器。问题在于，如果在任何这些部件中发生硬件或软件错误，画面数据会留在该存储器中。这可能引起显示器上的画面冻结，即画面看起来很好，但是不再更新。

船上的船员可能需要用几秒或几分钟的时间来弄清楚显示器上的信息没有被更新。这意味着该船员已经在某些时间里使用了陈旧的信息，而这可能导致严重的问题。例如，如果根据雷达或GPS，TFT监视器上显示了具有该船舶的动态和更新位置的地图，该船舶可能已经移动了很长距离，并可能在可以控制之前发生碰撞或比计划更加靠近陆地。这显然存在着危险。

本申请人没有发现在显示器冻结时能够发出报警的任何方法和系统。当然存在下述的不同种类的看门狗定时器(watch dog timer)。

软件时时都有可能发生故障。发生故障通常是因为编程错误、信号噪声或其他因素。保护系统完整性的标准方法是使用看门狗定时器，这通过使用另外的硬件并且按规则的时间间隔使软件触发该硬件来实现。如果到期没有触发该硬件，则通过某种动作恢复系统的完整性。这通常是通过激活IRQ或重新启动系统来进行。

本技术的目的是处理所遇到的问题而不向用户报警。对于普通计算机，除了执行重新启动通常没有其他选择。在这种情况下，在用户可以检测事件之前要花费一定的时间。这种方法只在信号链中的单个单元上进行，并且当前用在视频源和某些显示控制器。

本发明通过提供可保护整个信号链的方法和系统来克服现有解决方案的局限。如果在视频源实现电子标签，即受控的可变电子信号，则从画面产生到显示的所有因素都得到保护。目前还没有发现其他类似的方法或系统。

因此本发明给出了新颖的方法和系统，可检测冻结画面，而不管信号链中是否有错误发生。

在许多应用中，看门狗定时器和根据本发明的系统的组合是优选的。当发生冻结画面时，看门狗定时器跟踪系统时间，而画面冻结检测器可以报警，或者重新设置屏幕或信号链中至该屏幕的不同设备。

发明内容

本发明描述了一种方法和系统，用于通过在馈送至显示器的信号链中添加重复的电子标签来识别该显示器上的画面冻结状态，并且用于检测在该显示器上是否存在所述电子标签。如果不存在所述电子标签则激活报警单元。

其他特征在权利要求书中叙述。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明，其中：

图1示出了通常的视频布局，以及

图2示出了所定义的可用于标签发送和检测的像素组。

图1示出了通常的用在船桥(ship bridge)的TFT显示器的视频布局。

具体实施方式

在当今的系统中，视频源1通常大致是运行专门程序如地图或雷达的标准计算机。视频源的形式与本发明无关，但当前工业标准是Composite Video、Component Video、S-Video、VGA和DVI。图中示出的其余的块可以使用或可以不使用不同的视频格式。

在大的系统中，常常需要在几个显示器上查看相同的画面。在相同的时间里，需要选择哪个画面显示在每个显示器上。添加视频多路和缓冲器块2来表示这一点。

对于当今一代的显示器，显示控制器3是视频信号进入的第一个块。显示控制器3负责视频缩放和视频信号到TFT显示器特性的接受(adoption)。在未来一代显示器中，该单元可以部分或全部被去除。这是因为可以消除在DVI上的信号接受，而使用已经为该源所接受的视频信号。

显示面板4是把画面显示给用户5的设备。它通常包括背光源和可用来显示许多不同颜色点的系统。通常TFT将由光源、一组颜色过滤器和允许或不允许光通过的设备组成。基于LED的显示器通常对每个像素中的每种颜色具有一个光源。

图1中示出的详细布局并不直接与本发明相关，只是为了理解当今技术的问题以及可以进行的改进。

所述问题的解决方案是通过增加逻辑来检测画面冻结是否已经发生并且采取合适的动作。下面说明本发明的用于检测画面冻结状态的方法。

如何处理画面冻结是与具体应用相关的。处理的例子是发送SMS、语音消息、邮件、报警音、报警光、计算机登录、显示器的部分或全部关闭，如当发生问题时显示器变黑或变白，或者其他处理这些情况的方法。系统的完全或部分重新启动也是可以的。

如果画面冻结，则画面上将不再有更新。如果可变的标签被添加到视频信号中，则当画面冻结时它将丢失。由此可以检测这种事件。

有几种方法来添加和检测标签，但对所有的解决方案其原理都是一样的。

添加标签的最佳位置是在信号链的第一位置，其为信号源。这样可对从计算机到显示器的像素提供全部信号链的保护。当然标签可以被添加至信号链的任何位置，但只能保护其一部分。

可以按两种方式来执行画面信号流中的标签检测。

一种方法是通过检测其如何影响待更新的一个或多个像素来搜索标签。可以通过检测电场、磁场或通过与像素的某种直接连接来进行这种检测。

在本发明的优选实施例中，标签被传播到画面中具有不同位置的像素。人眼很难检测在这些像素上调制的颜色和光。因此可添加标签而不限制尺寸或扰动待显示的画面。

还可以通过使用隐写(steganographic)技术来应用隐藏在画面中的标签。

如果标签根据预定模式出现，则可以推断显示器被更新并且一切运行良好。如果不是这种情况，可以激活报警。

这种方法的优点是不需要使用额外的设备如光学检测器。但这种检测方法相对复杂，并且最好是由显示面板制造商来实现，因安置这些电子器件和逻辑的最好地方是显示面板本身，或在显示面板之内。

容易按小规模实现的另一种方法是使用位于相互临近处的像素块。

图2示出如何定义像素组，用来通过改变物理参数来检测标签从而检测显示器上的冻结画面。这些参数例如可以是光强、位置或颜色。然后可以把光学检测器置于显示面板的有关位置并解码来自该检测器的输出信号。如果该检测器检测到没有标签，则激活报警。

使用上述第二种方法可以预见某些缺点。许多应用中要求在几乎完全黑暗的情况下操作，如船桥和飞机。这通常通过允许显示器上的光减少至完全黑暗来解决。但检测器需要至少一定的光来工作。这又可以通过检测只有很少的光并且当发生这种情况时禁用检测逻辑来解决。可以通过某种方法来指示检测逻辑的去活(deactivation)。

基于上述，可以理解第一种方法是优选的方法。下面是实现本发明的四个例子。

例1：改变模式

如果显示器的背光是稳定的(总是开启或类似)，实现本发明的方法就很容易。最好的办法就是在视频发生器中添加标签，然后在显示器前面使用图像检测设备来检测该标签。按最简单的形式，标签可以是小像素块，其按规则的时间间隔从黑变成白。只要传感器检测到这种变化模式，则认为一切运行良好并且该视频系统在按预期工作。如果没有这种模式，则存在问题并可以激活报警。

如果需要在纯色光的条件下操作，可能没有足够的光来执行该检测，并且需要另外的光照。这可以通过使用另外的光源和在可见光范围之外操作的检测器来解决。在实践中，这意味着使用红外或紫外光源和检测器。除此之外，布局是类似的。

图2示出了这种实现例子。该布局的实际应用是使右下角的16像素方块按10Hz从黑变成白。可以在显示器的该区域安放图像二极管。所产生的信号是稳定的并且容易读取和解释。在频率上，10Hz也低得足以经过任何缩放引擎。图2中用A标记该像素块位置和传感器位置。

例2：颜色/光差异

还可以使用在两种颜色之间改变的测试模式，以及识别在显示器上表现的特定颜色的图像检测器。如果测试模式按预定的模式从颜色A改变成颜色B，则认为一切运行良好，否则可以激活报警。

如果需要在完全黑暗中操作，则当不能检测颜色时可以去活检测逻辑。这将指出没有足够的光来操作该逻辑。

这种方法的改型是使用显示器上的具有改变模式的两个或更多的位置。对每个位置可使用一个图像检测器。

例3：光强

实现画面冻结检测器的一个问题是在某些应用中需要在明朗的日光下和在完全黑暗中使用显示器。这意味着画面冻结逻辑看见的光会显著变化。如从上述两个实现例子中看到的，可能没有足够的光使得画面冻结逻辑可工作。必须检测这种事件并且必须把画面冻结逻辑不能正常工作通知给用户。这可以通过关闭配备的LED，指出配备了画面冻结逻辑。如果该LED是关闭的，则不能激活报警。如何指示因应用不同而不同，不是本发明公开的内容。

一种实现是选择像素块并使该块按光强来改变，并且在显示器的这些像素的前面安置光学检测器。

实现检测逻辑使得可以检测是否存在光(作为替换，这可以通过其他信息推导出)，并且测试点的光是否按特定模式/频率改变。

该模式/频率必须明确地与源生成噪声不同。该模式/频率还必须等于或小于画面更新频率的一半。

如果检测到存在光，并且该光是常量，则检测逻辑触发报警。这种条件指出该画面冻结。

该逻辑还可以给出是否由于缺少光而不能工作的指示。

例4：代码传感器

本发明的优选实施例独立于光，但这种要求使得制造困难。没有来自TFT面板制造商的帮助，要实现是很困难的。

操作原理如下：

在TFT面板上设置有几个传感器。这些传感器对光不反应，但监听TFT面板中的电信号。在实践中，它们监听电场、磁场或直接被连接到像素电子器件。这可以让用户可见，也可以让用户不可见。存在传导的透明线并可以使用。

根据这些传感器之下的像素按特定方式来激发的形式来调制视频信号。优选，可以根据不扰动显示器上所存在画面的算法来实现。

尽管本发明的主要用途是检测用于在船上导航的显示器是否按常规来更新，本发明还可以应用在其他领域，其中保证屏幕上存在的信息最新是这些应用领域的关键要求。

在现代的机场中，有大量的信息牌。这些信息牌主要用于广告，也用于示出航班信息。在这些信息牌中的一个发生故障的情况下，如果服务部门可以得到有关此故障的通知并修复该故障是有益的。

本发明还覆盖可自动发出通知的系统。这将使得机场给人以专业的印象，并节省费用。因不需要人去检查信息牌是否正常工作。

本发明同样也适用于证券交易场所和其他类似的应用。

各大报纸通常会在人员密集的地方设置大型显示器来显示广告和新闻。如果与这些显示器相关联的计算机发生故障，这些信息牌就会显示著名的微软故障蓝屏。利用本发明，可把故障通知给服务部门，或者可以自动重新启动计算机，而不是使蓝屏在一天的大部分时间里存在，让路过的人感到好笑。

有关飞行器的信息未更新所造成的问题是显而易见。对于化学、核等领域的特定安全应用也是如此。

在本发明的整个描述中，短语“显示面板”是指TFT显示面板。未来的技术也可以允许显示器的其他制造方式。几种形式的LED矩阵可望得到应用。

因此不能认为本发明的方法和系统仅限于TFT显示器，而是可以在可冻结画面的其他类型的显示器上实现。

Claims (2)

1.用于识别显示器上画面冻结状态的方法，该方法包括：

在馈送至所述显示器的信号中添加电子标签，以引起在所述显示器面板的特定位置的选定像素组改变物理外观；

通过自动解码来自位于所述显示器面板的特定位置的图像二极管的输出信号来检测在所述显示器上是否存在所述电子标签；

如果不存在所述电子标签，则激活报警单元。

2.用于识别显示器上画面冻结状态的系统，该系统包括：

用于在馈送至所述显示器的信号中添加电子标签以引起在所述显示器的特定位置的选定像素组改变物理外观的设备；

用于检测所述显示器上是否存在所述电子标签的设备，包括位于所述显示器的特定位置的图像二极管和用于执行来自所述图像二极管的输出信号的自动解码的装置；以及

用于当不存在所述电子标签时来激活报警单元的设备。

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