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Sogenannte sichere Anzeigen werden verwendet, wenn die angezeigte Information sicherheitsrelevant ist. Solche sichere Anzeigen müssen einen Safety Integrity Level SILO bis SIL4 erfüllen und werden beispielsweise in Schienenfahrzeugen oder Leitständen einer eisenbahntechnischen Anlage eingesetzt. Der Einsatz in anderen sicherheitsrelevanten Anlagen, wie beispielsweise Atomkraftwerken, ist selbstverständlich ebenfalls möglich.
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Bei einem Verfahren zur sicheren Anzeige von Bilddaten auf einer Anzeigeeinrichtung werden entweder die angezeigten Bildinformationen überprüft, beispielsweise mittels einer Kamera, oder die zur Anzeigeeinrichtung ausgesendeten Bilddaten werden mit vorgegebenen Bilddaten verglichen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der
EP 0 645 711 A1 bekannt.
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Zur Realisierung von sicheren Anzeigen werden beispielsweise Anzeigegeräte, wie TFT-Monitore, eingesetzt. Bei der Produktion von Standard-TFT-Modulen kann es zu Schwankungen hinsichtlich der Farbwerte kommen. Dieses kann dazu führen, dass der sogenannte Weißpunkt bei jeder Anzeigeeinrichtung an einem etwas unterschiedlichen Farbort liegen kann. Werden mehrere solcher Anzeigeeinrichtungen nebeneinander aufgebaut, fallen die Unterschiede in der Farbdarstellung auf. Wenn diese Anzeigegeräte nicht im Werk kalibriert worden sind, kann auch eine entsprechende Anpassung der Bilddaten auf die spezielle Anzeigeeinrichtung stattfinden. Allerdings kann dies zu Problemen führen, wenn die veränderten Bilddaten für die Überprüfung der sicheren Anzeige mit den vorgegebenen Bilddaten verglichen werden sollen. Durch die individuelle Farbeinstellung würde ein Fehler angezeigt werden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausgabe von Bilddaten für eine sichere Anzeige bereitzustellen, mit denen eine individuelle Farbkorrektur möglich ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ausgabe von Bilddaten für eine sichere Anzeige, bei dem die Bilddaten für eine Anzeigeeinrichtung erzeugt werden, bei dem die erzeugten Bilddaten in Abhängigkeit von einer Kenngröße der Anzeigeeinrichtung, insbesondere von einem Farbkorrekturoffsetwert, verändert werden und bei dem für einen Unterschied zwischen erzeugten und veränderten Bilddaten repräsentative Korrekturdaten ermittelt werden.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Ausgabe von Bilddaten für eine sichere Anzeige, mit wenigstens einer Einrichtung zur Erzeugung von Bilddaten für eine Anzeigeeinrichtung und mit wenigstens einer Recheneinrichtung, die zum Verändern der erzeugten Bilddaten in Abhängigkeit von einer Kenngröße der Anzeigeeinrichtung, insbesondere von einem Farbkorrekturoffsetwert, und zum Ermitteln von für einen Unterschied zwischen erzeugten und veränderten Bilddaten repräsentativen Korrekturdaten ausgebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die Korrekturdaten für die Veränderung der Bilddaten repräsentativ sind und bei einer späteren Überprüfung der Bilddaten berücksichtigt werden können. So ist ein Farbabgleich für jedes individuelle Anzeigegerät, wie beispielsweise einen TFT-Monitor, möglich und trotzdem die sicherheitsrelevante Überprüfung der angezeigten Bilddaten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die Bilddaten für die Anzeigeeinrichtung in gewohnter Weise erzeugt. Anschließend werden diese erzeugten Bilddaten so verändert, dass eine Farbkorrektur für die spezielle Anzeigeeinrichtung stattfindet. Diese Farbkorrektur ist bedingt durch die Unterschiede zwischen verschiedenen Anzeigeeinrichtungen für jedes Gerät individuell. Um diese individuelle Veränderung der Bilddaten quasi zu dokumentieren, werden die Korrekturdaten erfindungsgemäß ermittelt. Diese Korrekturdaten sind für die Veränderung der Bilddaten repräsentativ und dokumentieren einen Unterschied zwischen den erzeugten und den veränderten Bilddaten. Mit Hilfe der Korrekturdaten kann bei der späteren Überprüfung der Bilddaten, die gemäß SILO bis SIL4 nötig ist, die Veränderung der Bilddaten berücksichtigt werden. Beispielsweise können die veränderten Bilddaten mittels der Korrekturdaten zurückgerechnet werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, wie sie im Folgenden beschrieben sind.
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So können in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die veränderten Bilddaten mittels der Korrekturdaten derart zurückgerechnet werden, dass sie mit den erzeugten Bilddaten gleich sind, und die zurückgerechneten Bilddaten mit erwarteten Sollwert-Bilddaten verglichen werden. Dies hat den Vorteil, dass die zurückgerechneten Bilddaten wie gewohnt überprüft werden können. Alternativ oder zusätzlich können aus den erwarteten Sollwert-Bilddaten und den Korrekturdaten veränderte Sollwert-Bilddaten errechnet und diese mit den veränderten Bilddaten verglichen werden. Für die letztgenannte Ausführungsform müssten für jede Anzeigeeinrichtung individuelle Sollwerte, also erwartete Sollwert-Bilddaten, errechnet werden. Da diese erwarteten Sollwert-Bilddaten sicherheitsrelevant sind, beispielsweise SIL2, müsste die Erstellung selbstverständlich auf entsprechend sichere Weise geschehen und die erwarteten Sollwert-Bilddaten validiert werden. Diese individuellen veränderten Sollwert-Bilddaten für jede Anzeigeeinrichtung könnten beispielsweise in der Anzeigeeinrichtung selber hinterlegt werden. Die Generierung der veränderten Sollwert-Bilddaten könnte auch in einem sicheren Teil der Anzeigeeinrichtung unter Berücksichtigung der Korrekturdaten geschehen.
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Um die Überprüfung der Bilddaten für ein erfindungsgemäßes Verfahren für eine sichere Anzeige zu vereinfachen, kann wenigstens ein Prüfwert für die zurückgerechneten Bilddaten oder die veränderten Sollwert-Bilddaten ermittelt und zum Vergleich der Prüfwert der zurückgerechneten Bilddaten oder der veränderten Sollwert-Bilddaten mit wenigstens einem Prüfwert für die erwarteten Sollwert-Bilddaten verglichen werden. Die Verwendung der Prüfwerte hat den Vorteil, dass die Überprüfung der Bilddaten vereinfacht wird, Rechenleistung eingespart werden kann und das Ergebnis der Überprüfung schneller vorliegt. Als Prüfwert können beispielsweise Prüfsummen oder Checksummen berechnet werden.
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Ferner kann eine für einen Bediener wahrnehmbare Reaktion ausgelöst wird, insbesondere eine Energieversorgung der Anzeigeeinrichtung abgeschaltet werden, wenn beim Vergleichen ein unzulässiges Ergebnis ermittelt wurde. Dies hat den Vorteil, dass im Fehlerfall eine sofortige Reaktion ausgelöst wird, die beispielsweise für den Triebfahrzeugführer oder einen anderen Bediener ersichtlich ist. Selbstverständlich kann im Falle eines unzulässigen Ergebnisses auch jede andere wahrnehmbare Konsequenz ausgelöst werden.
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Um die Überprüfung der Bilddaten noch mehr zu vereinfachen, können die Bilddaten oder Prüfwerte nur bezüglich vorbestimmter Anzeigebereiche der Anzeigeeinrichtung verglichen werden.
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Um sicherzustellen, dass durch die Farbkorrektur die eigentliche Pixelfarbe nicht zu stark verändert wird, können die Korrekturdaten überprüft werden, ob sie in einem vorbestimmten zulässigen Bereich liegen.
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Ferner können die Korrekturdaten pixelweise und/oder farbweise ermittelt werden. So ist sichergestellt, dass auch für die kleinsten anzuzeigenden Einheiten Korrekturdaten vorliegen. Bei üblichen Anzeigeeinrichtungen, wie beispielsweise TFT-Modulen und TFT-Displays, enthalten die Bilddaten Werte für jedes Pixel, wobei diese Werte aus wenigstens drei Farbkomponenten bestehen. Aus den drei Farbkomponenten wird die gewünschte Farbe zusammengemischt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese zur Durchführung des Verfahrens nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen ausgebildet sein.
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Ferner betrifft die Erfindung auch ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer zur sicheren Anzeige ausgebildeten Anzeigeeinrichtung. Um bei den eingesetzten Anzeigeeinrichtungen eine Farbkorrektur durchführen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen aufweist. Alternativ kann die Erfindung auch beispielsweise in Kernkraftwerken oder Flugzeugen eingesetzt werden.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Einrichtung zur sicheren Anzeige von Bilddaten mit einer Anzeigeeinrichtung, mit einer Vorrichtung zur Ausgabe von Bilddaten und mit einer Vergleichseinrichtung zur Überprüfung der Bilddaten. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Erzeugung von Bilddaten nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen ausgebildet. Die Vorrichtung zur Ausgabe von Bilddaten und die Vergleichseinrichtung zur Überprüfung der Bilddaten können funktional unabhängig voneinander ausgestaltet sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beispielhafte Ausführungsform in der beigefügten Figur beschrieben.
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Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur sicheren Anzeige von Bilddaten in einer beispielhaften Ausführungsform.
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Die Einrichtung 1 zur sicheren Anzeige von Bilddaten, die beispielsweise in einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug (nicht dargestellt) eingesetzt ist, umfasst eine Anzeigeeinrichtung 2, eine Vorrichtung 3 zur Ausgabe von Bilddaten und eine Vergleichseinrichtung 4.
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Die Anzeigeeinrichtung 2 ist beispielsweise ein handelsüblicher TFT-Monitor, auf dem Bilddaten dargestellt werden. Beim Einsatz in dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug wird auf der Anzeigeeinrichtung 2 beispielsweise ein Tacho oder ähnliches dargestellt. Die Anzeigeeinrichtung 2 wird über eine Stromversorgung 5 mit Energie versorgt.
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Die Vorrichtung 3 zur Ausgabe von Bilddaten weist eine Einrichtung 6 zur Erzeugung von Bilddaten für die Anzeigeeinrichtung 2 auf. Die Einrichtung 6 ist beispielsweise ein nicht sicherer Computer oder Rechner mit entsprechender Graphikkarte mit Graphikausgabe. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 3 zur Ausgabe von Bilddaten ein Verarbeitungsmodul 7, das zwischen der Einrichtung 6 zur Erzeugung von Bilddaten und der Anzeigeeinrichtung 2 angeordnet ist und mit beiden verbunden ist. Das Verarbeitungsmodul 7 umfasst einen Switch 8, einen Deserialisierer 9, eine Recheneinrichtung 10 und zwei Serialisierer 11, 12.
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Die Einrichtung 6 zur Erzeugung von Bilddaten stellt ausgangsseitig die erzeugten Bilddaten 13, eine Signalauswahl 14 und einen Farbkorrekturoffsetwert 15 bereit. Die erzeugten Bilddaten 13 sind beispielsweise ein LVDS-18 Bit Signal mit drei Spuren (Lanes) für die Farbmischung sowie ein Clock-Signal, das den Takt angibt für den Bildaufbau.
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Der Farbkorrekturoffsetwert 15 gibt an, um wieviel der sogenannte Weißpunkt der individuellen Anzeigeeinrichtung 2 fertigungsbedingt von einem theoretisch optimalen Weißpunkt abweicht. Die erzeugten Bilddaten 13, die Signalauswahl 14 und der Farbkorrekturoffsetwert 15 werden an das Verarbeitungsmodul 7 übermittelt.
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In dem Verarbeitungsmodul 7 verbindet der Switch 8 die erzeugten Bilddaten 13, die Signalauswahl 14 und ggf. ein Signal 16 von einer externen Schnittstelle 17.
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Mit der Signalauswahl 14 kann der Switch 8 gesteuert werden, um beispielsweise auf ein externes Signal von der externen Schnittstelle 17 umschalten zu können.
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Von dem Switch 8 werden ausgangsseitig die erzeugten Bilddaten 13 über den Deserialisierer 9 an die Recheneinrichtung 10 weitergeleitet. Die Bilddaten 13 werden durch den Switch 8 oder den Deserialisier 9 noch nicht verändert Die Recheneinrichtung 10 verändert die erzeugten Bilddaten 13 unter Berücksichtigung des Farbkorrekturoffsetwerts 15 zu veränderten Bilddaten 18. Weiterhin ermittelt die Recheneinrichtung 10 Korrekturdaten 19, die für einen Unterschied zwischen den veränderten Bilddaten 18 und den erzeugten Bilddaten 13 repräsentativ sind. Die veränderten Bilddaten 18 und die Korrekturdaten 19 werden über die Serialisierer 11, 12 geleitet und anschließend von dem Verarbeitungsmodul 7 ausgegeben zur Anzeigeeinrichtung 2 bzw. zur Vergleichseinrichtung 4.
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Die Vergleichseinrichtung 4 umfasst eine Überwachungseinrichtung 20 und ebenfalls ein Verarbeitungsmodul 21. Das Verarbeitungsmodul 21 weist zwei Deserialisierer 22, 23, eine Addiereinrichtung 24 und eine Recheneinrichtung 25 auf.
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Die Korrekturdaten 19 werden von der Vorrichtung 3 zur Ausgabe von Bilddaten direkt an die Vergleichseinrichtung 4 übermittelt. Die veränderten Bilddaten 18 und auch ein Taktsignal 27 werden von der Vorrichtung 3 an die Anzeigeeinrichtung 2 übermittelt. An einem beispielhaft dargestellten Punkt 26 werden die veränderten Bilddaten 18 und das Taktsignal 27 für die Vergleichseinrichtung 4 abgegriffen. In dem Verarbeitungsmodul 21 werden die veränderten Bilddaten 18 und die Korrekturdaten 19 über die Deserialisierer 22, 23 an die Addiereinrichtung 24 übermittelt.
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Die Addiereinrichtung 24 rechnet die veränderten Bilddaten 18 mittels der Korrekturdaten 19 derart zurück, dass diese mit den erzeugten Bilddaten 13 wieder gleich sind. Diese zurückgerechneten Bilddaten 28 werden an die Recheneinrichtung 25 weitergegeben. Von der Überwachungseinrichtung 20 werden Ausschnittskoordinaten 29 an die Recheneinrichtung 25 weitergegeben. Die Ausschnittskoordinaten 29 geben die vorbestimmten Anzeigebereiche der Anzeigeeinrichtung 2 an, die sicherheitsrelevant sind und die somit überprüft werden müssen. Die Bezeichnung Addiereinrichtung 24 ist hier nur beispielhaft zu sehen. In der Addiereinrichtung 24 können auch andere Rechenoperationen als Additionen durchgeführt werden, beispielsweise wenn die Daten zuvor durch Subtraktion gewonnen wurden. In jedem Fall macht die Addiereinrichtung 24 die Rechenoperation rückgängig, so dass die zurückgerechneten Bilddaten 28 wieder mit den erzeugten Bilddaten 13 vergleichbar sind.
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In der Recheneinrichtung 25 werden für die zurückgerechneten Bilddaten Prüfwerte berechnet. Dies geschieht, um die Überprüfung der Bilddaten zu vereinfachen. Um die Berechnungen weiter zu vereinfachen, werden die Prüfwerte für die zurückgerechneten Bilddaten 28 lediglich in den durch die Ausschnittskoordinaten 29 definierten Anzeigebereichen berechnet. Die Prüfwerte sind beispielsweise Prüfsummen oder Checksummen. Die Prüfwerte 30 werden von der Recheneinrichtung 25 schließlich an die Überwachungseinrichtung 20 übermittelt. In der Überwachungseinrichtung 20 werden die Prüfwerte 30 mit vorgegebenen und abgespeicherten Sollwert-Prüfwerten (nicht dargestellt) verglichen. Diese Sollwert-Prüfwerte sind aus erwarteten Sollwert-Bilddaten (nicht dargestellt) ermittelt worden. Nur wenn die Prüfwerte 30 mit den Sollwert-Prüfwerten in der Überwachungseinrichtung 20 gleich sind, ist die Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 2 sicher und der Betrieb kann fortgesetzt werden. Sollte von der Überwachungseinrichtung 20 eine Abweichung zwischen Prüfwert 30 und Sollwert-Prüfwert festgestellt werden, gibt die Überwachungseinrichtung 20 ein entsprechendes Abschaltsignal 31 an eine Abschaltvorrichtung 32. Die Abschalteinrichtung 32 ist beispielsweise ein entsprechender Schalter, der die Stromversorgung 5 der Anzeigeeinrichtung 2 unterbricht.
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Mit Hilfe der Erfindung in der in der Figur beispielhaft dargestellten Ausführungsform kann ein Weißabgleich für die Anzeigeeinrichtung 2 individuell ausgeführt werden. So können individuelle fertigungsbedingte Ungenauigkeiten der Anzeigeeinrichtung 2 ausgeglichen werden. Trotz der individuell veränderten Bilddaten 18 können diese mit Hilfe der Korrekturdaten 19 überprüft werden, um die Voraussetzungen für eine sichere Anzeige in einer sicherheitsrelevanten Anlage zu erfüllen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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