CN108153610A - 一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，通过硬件异构多核的主核与副核之间的安全检测，采用基于图像水印的帧率看门狗，捕捉感兴趣区域的CRC值，以及突出视觉验证感兴趣区域来实现。该方法有3种模式：验证模式、正常模式、异常模式。通过本方法，当正常显示图像崩溃时，依旧可以支持基本的图像显示，将图像安全检测技术推向实用化，使图像安全检测技术能够适用于实际的工程应用中，如在安全等级要求高的汽车仪表盘、中控导航等汽车主动防御安全领域均有巨大的适用前景。

Description

一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法
技术领域
本发明涉及嵌入式系统图像技术领域，具体为一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法。
背景技术
仪表是人和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息，是每一辆汽车必不可少的部件，仪表显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也成为舒适生活的一部分，而参数传递的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。
汽车仪表随着汽车技术的发展，经历了4次变革，从最初的指针和LED灯组合的汽车仪表，到现在中高端汽车上的全液晶智能化组合仪表。第一代的指针和LED组合汽车仪表已经淘汰。第二代的指针、LED灯和LCD组合的仪表还占领着部分市场，这种组合仪表可以满足基本信息提示的要求。但是，LCD显示屏内容固定，颜色单一，对比度差，显示内容有限；随着汽车各种配置系统的增加，已不能满足大多汽车的要求。第三代在第二代的基础上将单一色的LCD屏变成了彩色的LCD(TFT)屏，这种汽车组合仪表目前占领了国内外汽车仪表的主流市场，但TFT显示界面仍处于2D效果界面。第四代为全液晶数字式组合仪表，取消了LED灯和物理指针仪表，全液晶汽车仪表采用一块大的TFT屏显示全部的行车电脑提示信息和报警信息。全液晶汽车仪表搭载在嵌入式系统平台上，可操作性强，界面显示丰富。
随着液晶屏越用越大，嵌入式图像技术在产品中的比重也越来越大。有效的图像安全检测功能和方法，是对产品安全性的一种可靠保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，能够实现当正常显示图像崩溃时，依旧可以支持基本的图像显示，同时系统可决定是否做复位重启，而不是被动的让用户发现显示图像崩溃或异常，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，包括以下步骤：
S1：通过硬件异构多核的主核与副核之间的安全检测，让主核与副核之间通过IPC通信；
S2：在开发和测试过程中使用安全检测的验证模式，并在验证模式中，主核对要显示的图像，划分出突出验证区域，对每个突出验证区域，人工查看或机器视觉检查图像是否正常显示，当确认图像正常显示完成，可视化验证通过，主核把突出验证区域的图像数据在GRAM地址传输给副核，副核对该区域的图像数据进行校验计算，生成CRC校验值，并保存到非易失性存储器里；
S3：进入安全检测的正常模式，副核接收来自外部的输入消息，管理安全图像的状态机向主核发送请求以刷新安全图像，并执行检查图像是否正确刷新，保证在执行检查的每一点上，图像将显示与验证运行期间完全相同的图像，如果显示图像与验证期间图像出现任何方式的不同，就会引发错误；
S4：进入安全检测的异常模式，如果出现错误，系统将从显示中锁定主核，因为它不再可信，副核来支持基本的画图渲染功能，这些功能可以用来显示简单的信息显示来代替正常的图像。
优选的，所述步骤S1中IPC通信为一种进程间传送数据和信号的方法，进程间通信技术包括消息传递、同步、共享内存和远程过程调用。
3优选的，所述步骤S2中检测图像区域的校验值采用CRC校验，即循环冗余校验码。
优选的，所述步骤S3中检查图像是否正确刷新，通过基于图像水印的帧率看门狗，在看不见的区域，或者固定显示区域，划分一块作为水印区，通过检测水印有没有周期性刷新，进而判断整屏有没有周期的刷新。
优选的，所述步骤S4中主核负责非安全性显示内容，副核负责安全性显示内容。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本基于硬件异构多核的图像安全检测方法，通过硬件异构多核的主核与副核之间的安全检测，采用基于图像水印的帧率看门狗，捕捉感兴趣区域的CRC值，以及突出视觉验证感兴趣区域来实现，该方法采用三种模式：验证模式、正常模式、异常模式，通过本方法，当正常显示图像崩溃时，依旧可以支持基本的图像显示，将图像安全检测技术推向实用化，使图像安全检测技术能够适用于实际的工程应用中，如在安全等级要求高的汽车仪表盘、中控导航等汽车主动防御安全领域均有巨大的适用前景。
2、本基于硬件异构多核的图像安全检测方法，在保证图像安全检测的前提下，能够实现当正常显示图像崩溃时，依旧可以支持基本的图像显示，同时系统可决定是否做复位重启，而不是被动的让用户发现显示图像崩溃或异常。
附图说明
图1为本发明异构多核的主核与副核之间的安全检测示意图；
图2本发明验证图像示意图；
图3本发明安全性与非安全性显示内容示意图；
图4本发明图像刷新检测示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中：一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，包括以下步骤：
第一步：通过硬件异构多核的主核与副核之间的安全检测，让主核与副核之间通过IPC通信；IPC通信为一种进程间传送数据和信号的方法，进程间通信技术包括消息传递、同步、共享内存和远程过程调用；如图1所示，副核负责对主核进行安全性检测，承担外部输入信息，主核负责承担描绘和显示图像，接收副核请求图像刷新的检测；
第二步：在开发和测试过程中使用安全检测的验证模式，在验证模式中，如图2所示，主核对要显示的图像，划分出突出验证区域，对每个突出验证区域，人工查看或机器视觉检查图像是否正常显示，当确认图像正常显示完成，可视化验证通过，主核把突出验证区域的图像数据在GRAM地址传输给副核，副核对该区域的图像数据进行校验计算，生成CRC校验值，即循环冗余校验码，并保存到非易失性存储器里；
第三步：进入安全检测的正常模式，副核负责安全性显示内容，主核负责非安全性显示内容，安全性显示内容和非安全性显示内容分开渲染，如图3所示，考虑到安全性显示内容的安全级别要求高，所以图层上是放到最顶层，最后把副核和主核显示的内容进行硬件混叠输出；其中，副核接收来自外部的输入消息，管理安全图像的状态机，向主核发送请求以刷新安全图像，并执行检查图像是否正确刷新；具体方式通过图像水印的帧率看门狗来实现，如图4所示，在正常图像显示区域外的看不见区域，或者固定显示区域，划分一块作为水印区，副核开启一个帧率看门狗，设置比刷新时间短的喂狗时间，通过检测水印区有没有周期性刷新进而判断整屏有没有周期性的刷新；该系统保证在执行检查的每一点上，图像将显示与验证运行期间完全相同的图像，这里是通过对检查区域进行CRC检验，比对验证模式时储存在非易失性存储器里的CRC值，如图2所示；如果显示图像与验证期间图像出现任何方式的不同，副核就能检测到引发的错误；
第四步：进入安全检测的异常模式，如果出现错误，系统将从显示中锁定主核，因为它不再可信，副核来支持基本的画图渲染功能，这些功能可以用来显示简单的信息显示来代替正常的图像，即主核负责非安全性显示内容，副核负责安全性显示内容；由于副核负责安全性显示内容，主核负责非安全性显示内容，安全性显示内容和非安全性显示内容是分开渲染的，当主核出现错误，非安全性内容崩溃时，不会影响安全性内容部分，副核检测到这种错误，会在硬件混叠上处理成只显示顶层图像，也就是把安全性显示内容正常显示。
经过这种图像安全检测方法，系统可以检测出错误，并在作出系统复位重启前，依旧可以支持基本的图像显示。
综上所述：本发明提供的基于硬件异构多核的图像安全检测方法，通过硬件异构多核的主核与副核之间的安全检测，采用基于图像水印的帧率看门狗，捕捉感兴趣区域的CRC值，以及突出视觉验证感兴趣区域来实现，该方法采用三种模式：验证模式、正常模式、异常模式。通过本方法，当正常显示图像崩溃时，依旧可以支持基本的图像显示；本发明方法将图像安全检测技术推向实用化，使图像安全检测技术能够适用于实际的工程应用中，如在安全等级要求高的汽车仪表盘、中控导航等汽车主动防御安全领域均有巨大的适用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过硬件异构多核的主核与副核之间的安全检测，让主核与副核之间通过IPC通信；
S2：在开发和测试过程中使用安全检测的验证模式，并在验证模式中，主核对要显示的图像，划分出突出验证区域，对每个突出验证区域，人工查看或机器视觉检查图像是否正常显示，当确认图像正常显示完成，可视化验证通过，主核把突出验证区域的图像数据在GRAM地址传输给副核，副核对该区域的图像数据进行校验计算，生成CRC校验值，并保存到非易失性存储器里；
S3：进入安全检测的正常模式，副核接收来自外部的输入消息，管理安全图像的状态机向主核发送请求以刷新安全图像，并执行检查图像是否正确刷新，保证在执行检查的每一点上，图像将显示与验证运行期间完全相同的图像，如果显示图像与验证期间图像出现任何方式的不同，就会引发错误；
S4：进入安全检测的异常模式，如果出现错误，系统将从显示中锁定主核，因为它不再可信，副核来支持基本的画图渲染功能，这些功能可以用来显示简单的信息显示来代替正常的图像。
2.如权利要求1所述的一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，其特征在于，所述步骤S1中IPC通信为一种进程间传送数据和信号的方法，进程间通信技术包括消息传递、同步、共享内存和远程过程调用。
3.如权利要求1所述的一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，其特征在于，所述步骤S2中检测图像区域的校验值采用CRC校验，即循环冗余校验码。
4.如权利要求1所述的一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，其特征在于，所述步骤S3中检查图像是否正确刷新，通过基于图像水印的帧率看门狗，在看不见的区域，或者固定显示区域，划分一块作为水印区，通过检测水印有没有周期性刷新，进而判断整屏有没有周期的刷新。
5.如权利要求1所述的一种基于硬件异构多核的图像安全检测方法，其特征在于，所述步骤S4中主核负责非安全性显示内容，副核负责安全性显示内容。
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