CN108475496B - 在将检验数据包括在内的情况下检验显示装置中的图像数据的有效性的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检验图像数据的第一有效性的方法，其中所述图像数据由图形处理器（30）传送给数据监控模块（10），其中，用于所述图像数据的检验数据被传送并且只有在将检验数据考虑在内的情况下在检验所述图像数据的至少一部分时没有在所述图像数据的所述部分中确定出错误的情况下；或者只有在考虑所述检验数据的情况下在检验时在所述图像数据的所述部分中的所确定出的错误至少以预先给定的程度能够被消除的情况下，才确定出所述图像数据的第一有效性。

Description

在将检验数据包括在内的情况下检验显示装置中的图像数据 的有效性的设备和方法

背景技术

为了满足根据ISO标准26262的安全要求，在机动车中的显示设备通常包含一个或多个监控模块，所述监控模块执行计算并执行关于在显示设备的显示器中所示出的警告报告的校验值的比较。在警告报告的显示中通过校验值比较确定出的安全关键的错误的出现的情况下，显示器被去活。DE 10 2007 048 608 A1 对此描述一种用于检验显示信号的有效性的方法，例如用于警告报告的图像数据的有效性的检验。

然而也可以在警告报告的图像数据的传输和显示中出现错误，这些错误并不引起或仅仅引起图像数据的安全相关的部分中几乎不可见的改变并且因此被归入非安全关键的。在这种情况下，显示设备的显示器的关断是不必要的，因为在ISO 26262的意义上的危害并不存在。

发明内容

本发明的优点

本发明涉及一种用于检验图像数据的第一有效性的方法，其中所述图像数据由图形处理器传送给数据监控模块。根据本发明，用于图像数据的检验数据被传送，并且只有在将检验数据考虑在内的情况下在检验图像数据的至少一部分时没有在图像数据的所述部分中确定出错误的情况下；或者只有在考虑检验数据的情况下在检验时在图像数据的所述部分中的所确定出的错误至少以预先给定的程度能够被消除的情况下，才确定出图像数据的第一有效性。

图形处理器也被称为GPU，其可以被理解为如下设备，所述设备被设立用于生成和传送图像数据。数据监控模块可以尤其被理解为如下电子装置，所述电子装置被设立用于，鉴于有效性来检验所接收的数据，尤其是图像数据。多个图像数据以及一个图像数据可以尤其被理解为如下多个数据和一个数据，其包括用于示出图像的信息，其中所述多个图像数据尤其是包括图像值，诸如显示（Anzeige）的单个像素的色值（Farbwert）。检验数据可以尤其被理解为如下数据，其携带用于检验其他数据的至少一部分的有效性的信息，尤其是用于检验图像数据的至少一部分。用于图像数据的检验数据例如可以包括冗余数据。例如，所述检验数据可以包括关于待检验的图像数据的、与所使用的错误识别算法相配合的数据。像素可以尤其被理解为显示器或屏幕的图像元素、图像点、图像单元（Bildzelle）或面元素。像素在此情况下可以尤其被构造用于，再现一个或多个确定的颜色的光和/或灰色调，所述确定的颜色例如是原色红、绿和/或蓝。像素尤其可以包括一个或多个亚像素，其中所述亚像素可以被构造用于，再现确定的颜色的光，所述确定的颜色例如是原色红、绿或蓝之一或灰色调。

根据本发明的方法具有的优点是，传输图像数据时出现的错误能够在将检验数据包括在内的情况下在图像数据的经检验的部分中被确定出并且能够至少以预先给定的程度被消除。所确定出的错误的所述消除的预先给定的程度可以例如被理解为，来自错误类型的第一集合的错误能够被消除并且来自错误类型的第二集合的错误不能够被消除并且因此使预先给定的程度包括错误类型的第一集合，其中优选地，来自第二集合的错误类型的出现可以被容忍。当来自第二集合的错误类型对由图像数据所产生的图像的示出仅具有较小影响时，那么这尤其是有利的。例如，所提到的图像数据因此可以仅具有较小的影响，因为所述图像数据的改变不引起所分配的图像的显示中的有意义的改变和/或引起所分配的图像的显示中的尤其小的安全相关的改变。只要是保持满足ISO标准26262的要求的话，图像的这种略微的或不重要的改变例如是可容忍的。当所示出的图像的改变并不尤其是基于人类的视知觉的生理学情况而通过人类观察者引起在知觉中的重要的改变时，那么这尤其是该情况。所确定出的错误的所述消除的预先给定的程度例如也可以被理解为，对于每预先给定的数量的图像数据而言，可以消除预先给定的数目的错误。当图像数据以字节的形式被传输时，所述预先给定的程度可以例如在于，可以消除每字节的预先给定的数目的有错的位。

所述方法的使用尤其在机动车的显示装置的情况下是有利的，因为在这样的使用情况下，按照ISO标准26262的对经由图像数据所传送的警告信号的正确示出是特别重要的。通过根据本发明的方法，在此可以有利地防止在许多情况中在图像数据中的错误出现时关断显示设备的显示器。优选地，在将所传送的检验数据包括在内的情况下所有经传送的图像数据被检验。

在本方法一种有利的构型方案中，所述检验数据至少部分地在如下持续时间期间在至少部分地传送图像数据之前或之后被传送，其中在所述持续时间中图像数据并不被传送，也被称为空转时间（Leerzeit）、暗时间（Dunkelzeit）或显示器消隐范围（Display-Blanking-Bereich）。为了在显示设备的显示器中示出图像，时间上间隔的图像数据包通常被传送，其中在所述包之间在所谓的空转时间期间不发生数据传输。通过充分利用这种用于传输检验数据的空转时间，因此有利地并不滞延图像数据包的传输。

在本发明的一种有利的扩展方案中，在所述传送之前由检验数据来代替至少一个图像数据。这具有的优点是，总体上待传送的数据流尽管附加地传送检验数据也不在其总量（Volumen）方面被提高。当所述图像数据的部分仅具有对显示器中的图像示出的不重要的影响或者根本没有影响并且因此可以放弃传送所述数据时，这种扩展方案于是是尤其有利的。这种扩展方案尤其在示出警告符号的情况下是有利的。警告符号通常具有简单的图像结构，使得与在显示设备中示出其他图像相比，必须传输更少的每显示面的信息并且因此有利地可以通过检验数据来替代用于示出警告符号的图像数据的主要部分，而并不影响警告信号的示出。

根据本发明的另一有利的构型方案，通过检验数据替代的图像数据的部分由具有低于预先给定的阈值的位有效值的位组成。位有效值在这里尤其被理解为，根据用于在显示设备中示出对于图像数据而言所属的图像的相关性（Relevanz）的对所述位的评价。此外，位有效性也可以被理解为，以根据如下内容的方式来对所述位的评价：所述位经由图像的示出而对由人类观测者对于所述图像的视知觉造成如何大的影响。例如可以规定位有效值，使得其与人类观察者的视知觉的强度有相关性（korrelieren）。具有较小的价值的位因此对所述图像的示出或对所述图像的人类知觉具有较小影响或不具有影响，并且因此可以有利地由检验数据来代替，而并不增大总体上待传送的数据流。

在本发明的一种有利的扩展方案中，图像数据被分配给显示设备的图像点的像素，其中所述图像点包括根据原色来划分的像素并且其中至少一个被分配给原色的像素的图像数据在传送前由检验数据来代替。当像素的至少一个图像数据仅对被分配给图像数据的图像的显示施加略微的或不重要的影响时或者当对图像的示出的影响仅造成人类观测者对图像的视知觉中的不重要的改变或略微的改变时，那么这尤其是有利的。

所述像素例如包括根据原色红、绿和蓝来划分的亚像素，其中每个像素分别包括用于相加式颜色混合的每个原色的亚像素。所述图像数据因此包括如下信息，在相应的原色中的所分配的亚像素应以何种强度来发光，其中这种强度作为每亚像素例如八个位的、也即一个字节的数值来被编码。针对更高的色彩分辨率，也可以可替代地将每亚像素多个位用于发光强度的编码。强度的数值的略微的改变造成所涉及的像素的发光强度的相应略微改变并且因此仅造成所属的图像点的颜色混合的略微改变。

因为针对每个亚像素的色度来编码位序列的数值，通过所述位所编码的数值的改变的程度与所改变的所述一个或多个位的位置（Stellung）有关。因此可以给每个位分派位有效值，尤其是关于其他位的相对位有效值，其说明位的改变对所编码的数值的影响的度量。因此，优选地，具有低于预先给定的阈值的位有效值的至少一个原色的一些位或所有位可以由检验数据来代替。所述位的代替造成通过所述图像数据所示出的图像的颜色深度的减小，然而其有利地基于在图像的示出中的通过较小位有效值引起的略微的改变而通常是可忽略的。例如，可以通过检验数据来代替至少一个颜色的所有亚像素的具有最小位有效值的四个位。

根据本发明的另一构型方案，所述图像数据被编码并且所述检验数据至少部分地以关于经编码的图像数据的奇偶校验位（Paritätsbit）的形式被传送。根据相应的编码算法，可以有利地将附加传输的检验数据的数量保持得小和/或通过编码算法来实现高错误识别强度。

优选地，进行图像数据的编码和经由汉明（Hamming）编码来产生奇偶校验位。汉明代码的使用具有特殊的优点：不仅图像数据中的错误识别是可能的，而且以预先给定的程度的所传输的数据位的错误修正也是可能的。

根据本发明一种特别有利的扩展方案，附加于由图像数据来确定出所述图像数据的第一有效性而形成校验值，其中所求取的校验值被与所存储的校验值比较，其中只有当所求取的和所存储的校验值一致的情况下才确定出所述图像数据的第二有效性。经由校验值的比较比较来确定出第二有效性具有的优点是：附加于在使用检验数据的情况下的有效性检验，鉴于在所传送的图像数据中的错误进行另一检验。当借助检验数据可以检验图像数据的仅一部分的情况下或者当在图像数据的一部分中的多个出现的错误中，图像数据的所述部分的检验和/或修正是不可能的情况下，那么这尤其是有利的。如果例如汉明编码被用于确定出第一有效性，则可以无关于作为检验数据被传送的奇偶校验位的数目，仅识别或消除确定数目的位错误。更大数目的错误的出现可以在该情况下有利地经由检验值的比较来被识别。

例如，在确定出图像数据的第一有效性之后，为了确定出第二有效性而形成校验值。这具有的优点是，在确定出第一有效性期间所识别的和能够消除的错误在形成校验值之前可以被修正并且因此使得可消除的错误不影响第二有效值的确定。在此情况下，如上所描述的，第一有效性可以尤其是也在出现能够容忍的错误情况下存在，其中这种能够容忍的错误尤其是也在确定出第二有效性时被考虑。

可替代地，第一有效性的确定和第二有效性的确定也可以并行地、尤其是同时间地被执行。当在将检验数据包括在内的情况下并通过检验值形成可以分别在图像数据中识别不同种类或类型的错误并且因此实现图像数据的至少一部分的互补性的错误检验时，那么这尤其是有利的。

在一种有利的构型方案中，图像数据包括时间上间隔地接收的图像数据包，其中对于每个图像数据包检验第一有效性和第二有效性，并且其中只有当所确定出的第一有效性的第一频率和/或所确定出的第二有效性的第二频率低于预先给定的阈值的情况下，才生成错误报告。这具有的优点是：根据预先给定的频率，单个或多个图像数据包允许具有传输或显示错误，而并不生成错误报告。

根据本方法一种有利的扩展方案，当图像数据的第一有效性和/或第二有效性没有被确定出时或当错误报告被生成时，被设立用于图像数据的显示的显示设备至少部分地被关断。显示设备的关断可以尤其被理解为，显示设备的照明的关断和/或通过显示设备进行的图像数据的示出的中断，其方式例如为，以无关于由显示设备接收的图像数据的方式通过显示器来再现一致的色调，尤其是黑色色调。通过这种扩展方案，有利地防止：给显示设备的观察者显示由有错误的图像数据组成的有错的或者甚至是误导的图像。

本发明也涉及一种用于显示设备的数据监控模块。所述数据监控模块被设立用于，只有在将检验数据包括在内的情况下在检验图像数据的至少一部分时没有在图像数据的所述部分中确定出错误的情况下；或者只有在考虑检验数据的情况下、在检验时所确定出的在图像数据的所述部分中的错误至少以预先给定的程度能够被消除的情况下，才确定出被分配给显示设备的图像数据的像素的第一有效性。

本发明此外涉及一种具有根据本发明的数据监控模块的显示设备。所述数据监控模块在此可以在显示设备中被布置在用于创建图像数据的图形处理器和用于示出图像数据的显示器之间，使得从图形处理器经由图像监控模块到显示器进行对图像数据的传送。可替代地，用于图像数据的接收的显示器也可以与图形处理器直接连接。在后一种情况下，数据监控模块可以经由单独的数据线路来与图形处理器、显示器的存储器或与图形处理器和显示器之间的连接来连接。

附图说明

本发明的实施例在附图中被示意性地示出并且在接下来的描述中被进一步阐述。对于在不同图中所示出的并且相似作用的元素来使用相同的附图标记，其中放弃对所述元素的重复性描述。其中：

图1示出根据本发明的方法的实施例的示意图；和

图2 示出根据本发明的数据监控模块和根据本发明的显示设备的实施例的示意图。

具体实施方式

图1中示出以流程图的形式的根据本发明的方法500的实施例。在第一步骤501中，在图形处理器中所产生的图像数据由显示设备的数据监控模块接收。在此，图像数据可以以周期性的时间间隔作为图像数据包来被接收，其中所述图像数据包也被称为图像帧。图像数据例如包括用于在显示设备的显示器中示出警告符号的信息。所述图像数据在此被分配给显示器的图像点的像素，其中所述像素包括根据原色红、绿和蓝来划分的亚像素。例如，每个图像点并且因此每个像素分别包括用于相加式颜色混合的每个原色的亚像素。图像数据因此包括如下信息：在相应的原色中的所分配的亚像素应以何种强度来发光，其中这种强度例如以每亚像素一个字节的形式作为数值来被编码。针对更高的色彩分辨率，也可以可替代地将每亚像素多于八个位用于发光强度的编码，例如十个或十二个位。

强度的数值的略微的改变造成所涉及的亚像素的发光强度的相应略微改变并且因此仅造成所属的图像点的颜色混合的略微改变。因为每个字节作为八位的位序列来编码，通过所述字节所编码的数值的改变的程度与所改变的一个或多个位的位置（Stellung）相关。因此可以给每个位分派位有效值，尤其是关于字节的其他位的相对位有效值，其说明位的改变对通过总字节所编码的数值的影响的度量。通过有错地传输位而引起的在具有较小的位有效值的一个或多个位中的改变因此对经编码的数值仅有较小的影响并且因此对所属的图像点的颜色混合仅有较小的影响。因此，在所述实施例中，原色的每个字节的具有最小位有效值的分别四个位通过检验数据来替代，其中所述原色例如是蓝色。例如，所述四个位其中的三个可以通过（7，3）汉明编码的奇偶校验位来占据（besetzen），使得在这四个最高值的位其中的一个中的单个错误可以被识别并且修正，以及在这四个最高值的位其中的两个中的错误可以被识别。根据本发明的预先给定的错误消除的程度在所述示例中因此被规定为每个所检验的字节一个有错的位。并不由汉明编码包括的第四低值位可以携带图像信息。通过检验数据来对最低值的位的替代在此可以在图形处理器中生成图像数据时已经进行或生成图像数据之后进行。对于由检验数据来替代图像数据的位而言附加地或可替代地，在如下时间段期间其他检验数据可以在至少一次部分地从图形处理器传送图像数据到数据监控模块之前或之后被传送，其中所述时间段又称为空转时间或暗时间。

在图像数据连同检验数据在第一步骤501中已经由数据监控模块接收了之后，在第二步骤502中，通过汉明解码和/或通过使用在暗时间期间所传送的检验数据，在数据监控模块中对图像数据鉴于第一有效性来进行检验。如果在此情况下，在图像数据中确定出不能够被修正的错误，则判定出在警告符号的示出中的安全关键的错误并且显示器在第三步骤503中至少部分地被关断。显示器的至少部分关断可以尤其被理解为，显示器的照明的关断和/或在显示器中的图像数据的示出的中断，其方式例如为，以无关于由显示设备接收的图像数据的方式在显示器中再现一致的色调，尤其是黑色色调。

如果没确定出错误或者没有确定出能够修正的错误，则校验值由所接收的图像数据在第四步骤504中形成，并且与所存储的用于确定出图像数据的第二有效性的校验值比较。所存储的校验值在此可以在微控制器的数据存储器中被保存并且为了比较而被传送给数据监控模块。可替代地，所形成的校验值可以由数据监控模块传送给微控制器并且在微控制器中与在那里所存储的校验值比较。如果这两个校验值一致，则图像数据的有效性被确定出并且所述方法500以第一步骤501开始为了下一个所接收的图像数据包而被执行。如果这两个校验值彼此有偏差，则判定出警告符号的示出中的安全关键的错误并且所述显示器在第五步骤505中至少部分地被关断。

对于在确定出第一有效性和/或第二有效性之后识别出安全关键的错误的情况下立即至少部分地关断显示器而言可替代地，也可以只有当多个图像数据包鉴于第一有效性和/或第二有效性已被检验并且图像数据的确定出的第一有效性和/或第二有效性的频率低于预先给定的阈值的情况下才关断显示器。

对于相继进行的对第一有效性和第二有效性的确定而言可替代地，这两次确定，也即第二步骤502和第四步骤504，也可以并行地进行。在这种情况下，只有当至少在这两次确定其中一次确定中确定出在图像数据中的并不能消除的错误的情况下，显示器才可以例如被关断。

对于立即关断显示器而言可替代地，只有当确定出的第一有效性的第一频率和/或确定出的第二有效性的第二频率低于预先给定的阈值的情况下，才可以进行关断。

图2示出作为根据本发明的显示设备100的部分的根据本发明的数据监控模块10的实施例。所述显示设备100此外包括与数据监控模块10连接的显示器40以及微控制器20，所述微控制器经由显示设备100的图形处理器30与数据监控模块10连接。为了与其他设备的通信，显示设备100具有与微控制器20连接的接口101。

根据本发明的方法的关于图1所示的实施例可以借助根据本发明的显示设备100的在图2中所示的实施例来实施。在此，数据监控模块10被设立用于，只有在将检验数据包括在内的情况下在检验图像数据的至少一部分时没有在图像数据的部分中确定出错误的情况下；或者只有在考虑检验数据情况下、在检验时确定出的在图像数据的所述部分中的错误至少以预先给定的程度能够被消除的情况下，才确定出被分配给显示设备100的像素的图像数据的第一有效性。图像数据和所属的检验数据在所述示例中在图形处理器30中被产生并且在汉明编码之后被传送给数据监控模块10。在微控制器20中，可以将被用于确定出第二有效性需要存储的校验值保存在微控制器20的数据存储器21中。不仅微控制器20而且数据监控模块10也可以在此被设立用于校验值的比较并且为此目的优选地直接相互连接。数据监控模块10在该示例中被设立用于，当通过比较确定出这两个校验值不一致时至少部分地关断显示器40。在所述校验值一致的情况下，数据监控模块10被设立用于，将用于警告符号的显示的图像数据转发到显示器40。

Claims (12)

1.一种用于检验图像数据的第一有效性的方法，其中所述图像数据由图形处理器（30）传送给数据监控模块（10），其特征在于，用于所述图像数据的检验数据被传送并且只有在将所述检验数据考虑在内的情况下在检验所述图像数据的至少一部分时没有在所述图像数据的所述部分中确定出错误的情况下；或者只有在考虑所述检验数据的情况下在所述检验时在所述图像数据的所述部分中的所确定出的至少来自错误类型的第一集合的错误能够被消除的情况下或者在考虑所述检验数据的情况下对于每预先给定的数量的图像数据而言至少能够消除在所述检验时在所述图像数据的所述部分中的预先给定的数目的所确定出的错误，才确定出所述图像数据的第一有效性,其中至少一个图像数据在所述传送之前由检验数据来代替，其中所述图像数据被分配给显示设备（100）的图像点的像素，其中所述图像点包括根据原色来划分的亚像素并且其中至少一个被分配给原色的亚像素的图像数据在传送前由检验数据来代替。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述检验数据至少部分地在持续时间期间在至少部分地传送图像数据之前或之后被传送。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像数据的所述部分由具有低于预先给定的阈值的位有效性的位组成。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述图像数据被编码并且所述检验数据至少部分地以关于经编码的所述图像数据的奇偶校验位的形式被传送。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述图像数据的编码和所述奇偶校验位的生成经由汉明编码来进行。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中附加于由所述图像数据来确定出所述图像数据的所述第一有效性，形成校验值，其中所求取的所述校验值被与所存储的校验值比较，其中只有当所述所求取的校验值和所述所存储的校验值一致的情况下才确定出所述图像数据的第二有效性。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述图像数据的所述第一有效性的所述确定和所述图像数据的所述第二有效性的所述确定并行地被执行。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述图像数据的所述第二有效性的所述确定在所述图像数据的所述第一有效性的所述确定之后被执行。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述图像数据包括时间上间隔地接收的图像数据包，其中对于每个图像数据包检验第一有效性和第二有效性，并且其中只有当所确定出的第一有效性的第一频率和/或所确定出的第二有效性的第二频率低于预先给定的阈值的情况下，才生成错误报告。

10.根据权利要求9所述的方法，其中当没有确定出所述图像数据的所述第一有效性和/或所述第二有效性的情况下或当所述错误报告被生成的情况下，被设立用于所述图像数据的显示的显示设备（100）至少部分地被关断。

11.用于显示设备（100）的数据监控模块（10），其中所述数据监控模块（10）被设立用于，只有在将检验数据包括在内的情况下在检验图像数据的至少一部分时没有在所述图像数据的所述部分中确定出错误的情况下；或者只有在考虑所述检验数据的情况下、在检验时所确定出的在所述图像数据的所述部分中的至少来自错误类型的第一集合的错误能够被消除的情况下或者在考虑所述检验数据的情况下、对于每预先给定的数量的图像数据而言至少能够消除在所述检验时在所述图像数据的所述部分中的预先给定的数目的所确定出的错误的情况下，才确定出被分配给所述显示设备（100）的所述图像数据的像素的第一有效性,其中至少一个图像数据在传送之前由检验数据来代替，其中所述图像数据被分配给显示设备（100）的图像点的像素，其中所述图像点包括根据原色来划分的亚像素并且其中至少一个被分配给原色的亚像素的图像数据在传送前由检验数据来代替。

12.具有根据权利要求11所述的数据监控模块（10）的显示设备（100）。

Images