CN117042998A - 用于在机动车显示装置上安全显示asil相关数据的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在机动车显示装置上安全显示ASIL相关数据的方法，机动车包括发射单元、接收单元和用于显示由接收单元产生的图像的显示单元。根据本发明，相对于具有较低安全分级的图像，具有较高安全分级的图像在显示单元上按照在图像改善过程中修改较少的方式来显示。在该方法中，关于待显示图像的安全分级的信息通过在待经由像素矩阵显示的图像的至少一个像素的颜色位信息中的分类用二进制编码借助发射单元被加入到数据流中，以便在图像改善过程期间内在用于输出图像数据的接收单元所配属的图像改善器内针对各安全分级的图像来控制图像的改变。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车显示装置上安全显示ASIL相关数据的方法，在此，相比于具有较低的安全分级的显示内容，具有较高的安全分级的显示内容由显示单元按照通过图像改善过程修改较少的方式来显示，以及本发明还涉及一种用于执行该方法的装置。
背景技术
DE 10 2019 205 237 A1公开一种借助低安全度设备显示ASIL-D信息的方法。在此，具有不同的安全分级(无或ASIL A、B、C、D)的数据被如此不同处理，即，相比于较低分级的显示内容，较高分级的显示内容通过显示单元以修改较少或不修改(调亮、颜色优化等)的方式来显示。
DE 10 2015 200 292 A1描述一种用于在机动车显示装置上安全显示ASIL相关数据的方法。安全关键的数据和非安全关键的数据在此被彼此分开独立地处理，以产生非安全关键的显示元素和安全关键的显示元素。在此，安全关键的显示元素在借助显示设备显示的状态中与非安全关键的显示元素图形叠加地被显示。在此，安全关键的图像数据和非安全关键的图像数据能彼此分开且附加地或替代地彼此独立地被读取。另外，安全关键的显示元素和非安全关键的显示元素能彼此分开且附加地或替代地彼此独立地被输出。
发明内容
本发明的目的是指明一种用于在机动车显示装置上安全显示ASIL相关数据的方法和装置，该ASIL相关数据提供更准确详细的信息，其允许推断出待显示的图像的准确显示内容。
本发明来自独立权利要求的特征。有利的改进方案和设计是从属权利要求的主题。本发明的其它的特征、应用可能性和优点来自以下描述以及对如图所示的本发明实施例的解释。
该目的利用开头所解释的方法来如此完成，即，关于待显示图像的安全分级的信息通过在要经由像素矩阵显示的图像的至少一个像素的颜色位信息中的二进制编码被加入数据流中，以便在图像改善过程期间内控制、即尽量减小或完全禁止图像的安全相关显示内容的变化。通过二进制编码提供一种除了像素层面上的颜色信息以外的信息。由此也可以推断出各自变换的像素的类型或形式，由此可以回溯图像的精确显示内容。像素层面上的元数据信息还被添加至位层面上的图像信息，而没有使原始图像信号失真。按像素解析的图像数据按照其初始结构被显示给使用者。
有利地，通过图像数据产生单元将二进制编码添加至颜色位信息，图像数据产生单元将颜色位信息的数据流传送至图像数据输出单元。在渲染单元中渲染该图像数据并且与图像数据的安全分级对应地加入分类用二进制编码。通过在创建图像时事先在渲染单元内对图像数据进行分类，避免图像数据被图像数据输出单元和所属图像改善器误处理。图像改善器是指从现有技术中知道的软件模块或具有软件模块的装置，其在显示装置上显示图像之前借助图像改善技术优化图像，例如关于颜色、对比度、亮度、清晰度、分辨率、噪声等。术语“图像”在本公开的意义上包含在显示装置上的所有类型的显示内容、即例如符号、图像、文本或动画。
在一个设计方案中，在将待显示图像传输至显示单元之前，从在产生并输出图像数据的单元所接收的数据流中读取至少一个包含分类用二进制编码的像素，其中，依据该至少一个像素的分类用二进制编码，在传输至显示单元之前作出关于图像改善实施方式的判断，并且与之对应地加以实现。通过将关于图像数据的信息和二进制编码分开，允许精确评估二进制编码，从中可以在显示图像之前精确识别待显示图像的安全分级。
在一个变型中，至少一个像素的所读取的分类用二进制编码被在二进制编码之前存储在像素中的原始颜色值位取代，其中，待显示图像根据所属的分类用二进制编码在图像改善过程中被修改。图像改善器在读取了分类用二进制编码之后已获得有关如何进行图像改善过程的指示，随后在实施图像改善过程之前用在加入二进制编码之前存储在像素中的原始颜色值位取代分类用二进制编码。有利地，被提供给图像改善器的图像的颜色值正好对应于图像的在加入分类用二进制编码之前的颜色值。被分级为安全相关“ASIL”的颜色像素在无品质损失的情况下满足了关于规定的安全分级的要求，被分类为非关键的像素可以完全在图像改善过程中被优化。
在一个实施方式中，待显示图像的在图像改善过程之后所输出的颜色值位被检查：是否与通过所属的二进制编码预定的安全分级对应地输出待输出图像。对此，将在加入二进制编码之前由渲染单元产生的图像与待显示图像相比较。尤其是通过所述比较能够针对具有高ASIL分级的图像(这类图像是指在加入二进制编码之前的图像与由接收单元发送至显示单元的图像必然一致)可靠地识别出错误或偏差，并且或许输出安全警报或启动辅助措施。由此提供一种冗余，通过该冗余再一次检查待显示图像的安全分级。
在另一个设计方案中，为了二进制编码在RGB信息的一个预定颜色中预留一个位。由此得到两个分类状态。
在一个替代方案中，为了二进制编码，预留RGB信息的每个颜色的一个像素。由此增加分类状态的数量。
当对于二进制编码利用每个新的数据帧在颜色RGB的位信息中交替预留一个位时，能够进一步增加分类状态的数量。此外，一旦分类位未在颜色值的位信息之间交替，则由图像数据输出单元识别图像冻结。
另选地，对于二进制编码在具有预定颜色深度的单独图像中提供附加的LSB信息。这允许为每个颜色添加任意数量的像素，因此允许各种各样的分类可能性。
在另一个设计方案中，颜色编码的补充信道作为元信息被用于ASIL分类用二进制编码，所述补充信道例如是RGBA颜色编码的预定用于透明度的位中的一个或多个，或RGBW编码的预定用于颜色中的白色分量的位中的一个或多个。补充信道包括多个位或一个字节。补充各相应颜色编码的A信道(α)以及W信道原则上给用于R、G和B的三个颜色字节分别补充第四字节，在第四字节中加入分类用二进制编码。RGB数据以压缩格式被传输，用以减小在从例如设计成渲染单元的发射单元至用于处理图像并输出图像的接收单元的数据信道中传输的数据量。有利地，对于补充信道、即也对于A信道或W信道的字节不进行压缩，故排除由压缩错误或解压错误造成的错误的分类用二进制编码的输出。
本发明的另一方面涉及一种用于在机动车显示装置上安全显示ASIL相关数据的装置，该装置包括通过数据流通信的图像数据产生单元和图像数据输出单元，其中，图像数据输出单元与显示单元连接。图像数据产生单元将关于待显示图像数据的安全分级的附加信息通过在图像数据的至少一个像素的颜色位信息中的分类用二进制编码加入数据流中，并因此关于安全分级将待显示图像数据进行分类，以便在图像改善过程期间在图像数据输出单元中如下控制图像的安全相关显示内容的改变，即，尽量减少图像改善过程或完全禁止图像改善过程。
附图说明
其它优点、特征和细节来自以下——必要时参照图——对至少一个实施例进行详细描述的说明。所述的和/或如图所示的特征可以单独地或在任何有意义的组合中形成本发明的主题，必要时也与权利要求无关，并且尤其能附加地也是一个或多个单独申请的主题。相同的、相似的和/或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
其中：
图1示出本发明的装置的原理视图，
图2示出利用根据图1的装置实施的根据本发明方法的一个实施例，该方法在接收单元中具有两级功能安全过程，
图3示出在接收单元中的流程图的实施例，
图4示出用于在接收单元中处理ASIL分类像素的实施例，
图5示出用于在接收单元中处理非ASIL分类像素的实施例，
图6示出加入分类位并随后被原始图像数据的位取代的实施例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的装置的原理图。装置100包括发射单元110和接收单元120，两者处理图像数据，这些图像数据在作为接收单元120的组成部分的显示单元130中被予以显示。发射单元110是用于由原数据产生图像的渲染单元并且包括第一层面140，在第一层面内将分类为非关键的像素层面加入图像中。在设计成受保护单元的第二层面150内，将分类为安全关键的图像元素加入该图像中。用于产生图像的像素层面的关键性例如取决于图像是呈现用于ASIL相关系统、如自动驾驶系统的显示内容还是呈现未受保护的系统、如娱乐系统的显示内容。完全在发射单元110侧被渲染且在像素层面上被分类的图像内容在序列化器160中形成压缩数据流，该压缩数据流通过视频传输路径170被传输至接收单元120并且在该接收单元中借助解序列化器180又被解压缩且被转换为图像信息。接收单元120借助控制器190接收所传输的图像信息。视图像信息的像素是安全关键的(ASIL相关)还是非关键的(这通过按安全分级分类实现的像素-内容映射来确定)而定，待显示图像在图像改善器(125)中、即在图像改善过程中被调制或不被调制并且被输送给接收单元120的显示单元130。
图2示出利用根据图1的装置100实施的根据本发明的方法的实施例，此时在接收单元120中有两级功能安全过程。在功能1中，在发射单元110中汇集可视化相关的内部和外部信息、优选是车辆信息。可视化相关参数与图像信息(在此是像素-颜色内容)相关联以用于图像合成。接着，在功能2中将图像信息与包含对图像信息安全分级进行分类的二进制编码的元数据汇总、即渲染成一个图像信息，以便实现精确至像素的格式化。在将经过渲染的图像信息从发射单元110传输(功能3)至接收单元120之后，在功能4中按照像素将待显示图像的数据流划分为显示信息(颜色和位置)和元数据(分类和位置)。元数据在此以精确至像素的方式提供按安全分级的ASIL相关分类的说明，而显示信息确定像素颜色。在第一功能安全分级5中进行每个像素的分级分类的检查。响应于所识别的ASIL相关元数据，对系统做出相应的反馈，其中包括用于根据例如在查找表中导出的预定参数进行图像改善过程和显示过程的规范。该规范被提供给图像改善过程和显示单元130。依据所述规范和功能安全分级5的结果，在功能6中每个像素的图像改善过程按适用规范依据像素分类被处理。根据功能7来检查是否遵守有关基于像素的、针对预定显示内容的修改或优化的适用规范。在此逐个像素地将在接收单元中收到的值与待输出给显示单元的值进行比较，例如使用哈希值算法。如果所述值一致，则在功能8中将图像信息转交给用于在显示单元中可视化的驱动器。
如所述地，对于在发射单元110和接收单元120之间沿视频传输路径170所传输的每个单独图像，在发射单元110侧给图像像素添加关于像素类型的信息。这通过RGB像素-分类映射进行。在RGB像素层面上的分类取决于所提供的位数量且在RGB矩阵的相应LSB数据(Last Significant Bit-Daten、最低有效位数据)中完成。分类可能性应该结合8位RGB像素来表示：
以下举例解释基于RGB的像素格式化方案的几个可能表现：
1.在蓝色B中预留一个LSB像素，由此存在两个分类状态
R＝8,G＝8,B＝8→R＝8,G＝8,B＝7+x
RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB→RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBx
2.为每个颜色预留1位，由此存在8个分类状态
R＝8,G＝8,B＝8→R＝7+x,G＝7+x,B＝7+x
RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB→RRRRRRRx GGGGGGGx BBBBBBBx
3.为每个数据帧预留一个颜色的1位，由此在三个数据帧范围内存在8个分类状态。在此是基于帧的迭代像素分类而没有显著图像损失。伴随每个帧，分类位在红、绿、蓝三色的位编码之间交替。
数据帧1：
R＝8,G＝8,B＝8→R＝7+x,G＝8,B＝8
RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB→RRRRRRRx GGGGGGGG BBBBBBBB
数据帧2：
R＝8,G＝8,B＝8→R＝8,G＝7+x,B＝8
RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB→RRRRRRRR GGGGGGGx BBBBBBBB
数据帧3：
R＝8,G＝8,B＝8→R＝8,G＝8,B＝7+x
RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB→RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBx
4.在具有10位颜色深度的单独图像中附加提供LSB信息，由此存在分类状态1～N
R＝10,G＝10,B＝10→R＝10-n+n*x,G＝10-n+n*x,B＝10-n+n*x；
对于n＝3，
RRRRRRRRRR GGGGGGGGGG BBBBBBBBBB→RRRRRRRRxxx GGGGGGGGxxx BBBBBBBBxxx
5.通过在一个附加信道(α和白色)中编码来附加提供元信息
R＝8,G＝8,B＝8,A＝8→R＝8,G＝8,B＝8,A＝(A+x)＝8
RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBB aaaaaaaa→RRRRRRRR GGGGGGGG BBBBBBBBaaaaxxxx
在所有所示的分类情况下，x代表用于LSB格式化的预留位。
图3示出在接收单元120的控制器190中的流程图的一个实施例。在框200中读入呈矩阵像素数据的总图像。在框210内提取单独像素，该单独像素在框220中被读入检查过程中。随后在框230中检查单独像素是哪种像素类型。如果依据分类用二进制编码识别出安全关键的像素内容，则转至框240，在该框中确定用于像素篡改的限制性标准。该限制性标准例如可以是防改变保护。接着继续转至框250，在该框处也转发像素的数据，该数据的非关键内容在框230内已经被识别。当被检像素包含非关键像素内容时，在框250中进行图像数据的图像改善。如果在框230内识别到具有安全关键内容的像素，则图像数据仅有限地在允许的限制性标准范围内被处理。从框250转移至框260，在该框处检查是否遵守或许在框240内针对具有安全关键内容的像素所确定的适用检查标准。在框270内，从图像数据中除去像素分类，该像素分类在框280内被初始单独像素数据取代。
图4示出用于在接收单元120中处理ASIL分类像素的一个实施例。在功能3中，如已经解释的那样将图像数据从发射单元110传递到接收单元120中，该图像数据在接收单元120中被转换为总图像像素矩阵。在功能4中按像素分割总图像。此外，现在考虑蓝色值的例如第8位(B8)，其包含显示信息(颜色00000000 00000000 00000001)和元数据(分类1)。在第一功能安全分级5中进行位B8的分级分类的检查。评估结果表明分类级别1＝ASIL像素。在功能步骤6中，分类位被替换为属于原始图像信息的暂存位，即，在此情况下位B8被取代，即，该位从1被重置为图像值0。进一步，在功能6中进行用于按照与由ASIL像素分类给出的参数相关的适用标准来处理图像信息RGB的像素的图像改善过程。对此，二进制编码1意味着不允许对属于位B8的图像执行像素图像改善(第一功能安全分级5)。在功能7中检查是否遵守在第一功能安全分级5中设定的、基于像素的修改或优化的标准。在肯定的结果下，在功能8中将图像数据转交给用于在显示单元130内可视化的驱动器。在否定的结果下，采取紧急策略，例如关断图像改善器的功能，形成替代值或者将关于错误功能的指示输出给车辆使用者。
图5示出用于在接收单元120中处理非ASIL分类像素的实施例。在此，功能3和4对应于结合图4所解释的功能。在此情况下不需要将分类位更换为初始图像的颜色位，这是因为两者都具有0值。但是，分类位B8在此情况下包含0作为分类位信息，这指明非安全关键内容，因此在图像改善过程期间允许属于位B8的图像的改变，这在功能6中也进行。在此，也用功能7检查在第一功能安全分级5中设定的标准。因为包含像素B8的图像具有非关键内容，故不存在附加的校验标准，使得像素值以在功能6中改变的形式、即以图像改善的形式被输出给显示单元130。
如图6所详细示出地，元信息被上一个图像或在先图像的原始颜色信息取代，这尤其是借助针对每个像素在控制器190中暂存多个可能改变的颜色值位来达成。在本例子中，暂存是依据以上在第3项中描述的像素格式化方案来解释的，在该方案中，分类位被交替写入RGB颜色值的位信息中。在蓝色的LSB位中，根据针对图2的说明在功能2中或在对应的方法步骤中，ASIL分类位1被编码为分类用二进制编码。蓝色的原始像素的在编码前适用的LSB颜色值位按照箭头所示地与红色和绿色的颜色值位一起被暂存，见6a。分类位被读出，用以按照图4中的功能5来限定属于该位的像素或图像的ASIL相关性。在功能6中，分类位被用于颜色值的暂存位再次覆写，即，分类位如图6b所示地被0值替代。因此在编码前存在的原始像素或属于该像素的原图在图像改善器中按照所读出的分类位而被处理，即，在当前情况下以无改善的方式输出。与此对应，编码到红色或蓝色中的分类位在传输给图像改善器之前被原图的暂存LSB位取代。
Claims (9)
1.一种用于在机动车的显示装置上安全显示ASIL相关数据的方法，机动车包括发射单元(110)、接收单元(120)和用于显示由该接收单元(120)输出的图像的显示单元(130)，
其特征在于，
相对于具有较低安全分级的图像，具有较高安全分级的图像在该显示单元(130)上按照在图像改善过程中修改较少的方式显示，其中，关于待显示图像的安全分级的信息通过在待经由像素矩阵显示的图像的至少一个像素的颜色位信息中的分类用二进制编码借助该发射单元(110)被加入到数据流中，以便在图像改善过程期间内在用于输出图像数据的接收单元(120)所配属的图像改善器(125)内针对各安全分级的图像来控制图像的改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将包含像素的待显示图像传输至显示单元(130)之前，从用于输出图像数据的接收单元(120)所接收的数据流中读取该至少一个像素的分类用二进制编码，其中，依据该至少一个像素的二进制编码，就图像改善的实施作出判断。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该至少一个像素的所读取的二进制编码被替换为在二进制编码前存储在像素中的原始颜色值位，其中，待显示图像按照所属的分类用二进制编码在图像改善过程中被修改。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，待显示图像的在图像改善过程之后所输出的颜色值位被如下检查，即，待输出图像是否按照通过所属的二进制编码所设定的安全分级被输出。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，为了在RGB信息的预定颜色中的二进制编码而预留一个位。
6.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，为了所述二进制编码，预留RGB信息的每个颜色的一个像素。
7.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，为了所述二进制编码，在每个数据帧中交替预留一个预定颜色的一个位。
8.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，为了所述二进制编码，在具有预定颜色深度的单独图像中提供附加的LSB信息，或者在颜色编码的、优选是RGBA编码或RGBW编码的补充信道中预留若干位。
9.一种用于在机动车的显示装置上安全显示ASIL相关数据的装置，该机动车包括用于产生图像数据的发射单元(110)和用于输出图像数据的接收单元(120)，这两者通过数据流进行通信，其中，用于输出图像数据的接收单元(120)与用于显示图像的显示单元(130)相连接，其特征在于，为了在图像改善过程期间内在用于输出图像数据的接收单元(120)所配属的图像改善器(125)中针对各安全分级的图像来控制图像的修改，用于产生图像数据的发射单元(110)将关于待显示图像数据的安全分级的附加信息作为分类用二进制编码加入到图像数据的像素中。
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