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Die Erfindung betrifft die sichere und ressourceneffiziente Ausgabe von Bildinformation, insbesondere in einem Infotainment-System eines Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug umfasst typischerweise ein Infotainment-System mit ein oder mehreren Bildschirmen bzw. Anzeigeeinheiten (z.B. einem TFT oder LCD oder LED bzw. OLED Bildschirm und/oder einem Head-Up Display), auf denen Bilder ausgegeben werden können. Die in einem Bild enthaltene Information kann ggf. sicherheitsrelevant für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs sein. Beispielsweise können in einem Bild eine aktuelle Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder ein Warnhinweis und/oder ein eingelegter Gang wiedergegeben werden.
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Um die funktionale Sicherheit der Ausgabe eines Bildes auf einem Bildschirm zu gewährleisten, muss sichergestellt werden, dass das Bild, welches auf dem Bildschirm dargestellt wird, dem Bild entspricht, das von dem Bildgenerator des Fahrzeugs generiert wurde. Andererseits sollte aus Effizienzgründen eine möglichst ressourceneffiziente Übertragung von Bilddaten von dem Bildgenerator zu dem Steuermodul des Bildschirms bzw. der Anzeigeeinheit ermöglicht werden. Ferner sollte es ermöglicht werden, einen Standard-Bildschirm verwenden zu können (z.B. einen Bildschirm, der nur gemäß QM (Qualitätsmanagement) ausgelegt wurde), ohne dass dadurch die funktionale Sicherheit beeinträchtigt wird.
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Das vorliegende Dokument befasst sich daher mit der technischen Aufgabe, in effizienter Weise eine sichere Anzeige eines Bildes auf einem Bildschirm bzw. auf einer Anzeigeeinheit zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung (bzw. ein System) zur Steuerung der Ausgabe eines Bildes auf einer Anzeigeeinheit beschrieben. Die Anzeigeeinheit kann z.B. einen TFT Bildschirm, einen LED Bildschirm, einen OLED Bildschirm, einen LCD Bildschirm und/oder ein Head-Up Display umfassen bzw. sein. Die Anzeigeeinheit kann ausgebildet sein, ein Bild mit NxM Pixeln auszugeben bzw. anzuzeigen. N und M können 100 oder mehr, oder 500 oder mehr sein. Beispielhafte Bildschirm-Auflösungen sind N=1920 und M=1080 (Full HD), N=4096 und M=2160 (4K), oder N=7680 und M=4320 (8K).
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, mittels einer Transformation eines Ursprungs-Bildes ein erstes Basis-Bild zu ermitteln, und auf Basis des ersten Basis-Bildes eine erste Signatur (für das erste Basis-Bild) zu ermitteln. Die erste Signatur kann dabei über alle Pixel des ersten Basis-Bildes ermittelt werden. Beispielsweise kann die erste Signatur einen CRC-Prüfwert, d.h. einen Cyclic Redundancy Check Prüfwert, von den Pixelwerten der (insbesondere aller) Pixel des ersten Basis-Bildes umfassen.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, mittels der Transformation eines anhand einer verlustbehafteten Kompressionsmethode aus dem Ursprungs-Bild generierten dekodierten Bildes ein zweites Basis-Bild zu ermitteln, und auf Basis des zweiten Basis-Bildes eine zweite Signatur zu ermitteln. Die zweite Signatur kann mit der gleichen Methode ermittelt werden wie die erste Signatur. Insbesondere kann die zweite Signatur über alle Pixel des zweiten Basis-Bildes ermittelt werden. Beispielsweise kann die zweite Signatur einen CRC-Prüfwert von den Pixelwerten der (insbesondere aller) Pixel des zweiten Basis-Bildes umfassen.
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Die erste Signatur und die zweite Signatur können jeweils einen Indikator für das erste Basis-Bild bzw. für das zweite Basis-Bild darstellen. Dabei können die Signaturen derart sein, dass wenn das erste Basis-Bild und das zweite Basis-Bild identisch sind, auch die erste Signatur und die zweite Signatur identisch sind. Des Weiteren können die Signaturen derart sein, dass wenn die erste Signatur und die zweite Signatur identisch sind, mit einer relativ hohen Wahrscheinlichkeit (z.B. von 99% oder mehr, oder von 99,9% oder mehr, oder von 99,99% oder mehr) davon ausgegangen werden kann, dass auch das erste Basis-Bild und das zweite Basis-Bild identisch sind und/oder dass in beiden Basis-Bildern eine bestimmte sicherheitsrelevante Information weiterhin erkennbar ist. Somit kann durch die Berechnung von Signaturen in effizienter und zuverlässiger Weise überprüft werden, ob die beiden Basis-Bilder (sehr wahrscheinlich) identisch sind oder nicht und/oder ob die sicherheitsrelevante Information weiterhin erkennbar ist oder nicht.
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Die Transformation zur Ermittlung des ersten Basis-Bildes aus dem Ursprungs-Bild und die Transformation zur Ermittlung des zweiten Basis-Bildes aus dem dekodierten Bild sind typischerweise gleich. Mit anderen Worten, es kann die gleiche Transformation bzw. Transformationsvorschrift angewendet werden, um das erste Basis-Bild aus dem Ursprungs-Bild und das zweite Basis-Bild aus dem dekodierten Bild zu generieren.
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Die Transformation zur Ermittlung der Basis-Bilder kann derart sein, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich Signaturen der Basis-Bilder entsprechen (insbesondere gleich sind) höher ist, als die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich Signaturen des Ursprungs-Bildes und des dekodierten Bildes (die mit der gleichen Methode berechnet werden) entsprechen. Insbesondere kann die Transformation das Ursprungs-Bild und das dekodierte Bild derart in jeweilige Basis-Bilder überführen, dass die Basis-Bilder zu identischen Signaturen führen, auch dann, wenn die verlustbehaftete Kompressionsmethode (z.B. MPEG2 oder MPEG4) zu einer (ggf. für einen menschlichen Betrachter nicht sichtbaren) Veränderung des dekodierten Bildes gegenüber dem Ursprungs-Bild führt.
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Die Transformation kann zu diesem Zweck eine Tiefpass-Filterung des Ursprungs-Bildes oder des dekodierten Bildes umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Transformation eine Mittelung von Pixelwerten von zumindest einem Block (insbesondere von allen Blöcken, z.B. 4x4 Blöcken) von Pixeln des Ursprungs-Bildes oder des dekodierten Bildes umfassen, um einen Pixelwert eines entsprechenden Blocks des ersten Basis-Bildes oder des zweiten Basis-Bildes zu ermitteln.
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Typische Kompressionsmethoden sind derart, dass die niederfrequente Information eines Ursprungs-Bildes von der Kompressionsmethode nicht beeinträchtigt wird. Die Transformation kann derart sein, dass durch die Transformation die niederfrequente Information des Ursprungs-Bildes bzw. des dekodierten Bildes als jeweiliges Basis-Bild extrahiert bzw. isoliert wird. So können in effizienter Weise Basis-Bilder bereitgestellt werden, die, wenn keine Defekte bei der Übertragung und/oder bei der Kompression/Dekompression des Ursprungs-Bildes aufgetreten sind, (zumindest mit erhöhter Wahrscheinlichkeit) zu identischen Signaturen führen sollten.
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Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, in Abhängigkeit von der ersten Signatur und der zweiten Signatur zu bewirken, dass eine Ausgabe des dekodierten Bildes auf der Anzeigeeinheit unterbunden oder ermöglicht wird. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Anzeigeeinheit zu deaktivieren, wenn auf Basis der ersten Signatur und auf Basis der zweiten Signatur bestimmt wird (z.B. weil die Signaturen unterschiedlich sind), dass sich das erste Basis-Bild von dem zweiten Basis-Bild unterscheidet. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Anzeigeeinheit zu veranlassen, das dekodierte Bild anzuzeigen, wenn auf Basis der ersten Signatur und auf Basis der zweiten Signatur bestimmt wird (z.B. weil die Signaturen identisch sind), dass sich das erste Basis-Bild nicht von dem zweiten Basis-Bild unterscheidet.
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Durch die Vorrichtung wird es ermöglicht, eine verlustbehaftete Kompressionsmethode für die Übertragung von Bilddaten zu der Anzeigeeinheit zu verwenden. So kann der Ressourcenverbrauch bei der Datenübertragung zu der Anzeigeeinheit, insbesondere in einem Fahrzeug, reduziert werden. Dennoch wird es weiterhin ermöglicht, in effizienter und zuverlässiger Weise Fehler bei der Kompression und/oder bei der Übertragung zu erkennen, um die jeweils erforderliche funktionale Sicherheit zu gewährleisten.
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Das Ursprungs-Bild kann zumindest eine (für einen menschlichen Betrachter, insbesondere für den Fahrer eines Fahrzeugs) wesentliche Bildinformation umfassen. Die Transformation ist bevorzugt derart, dass die wesentliche Bildinformation (insbesondere die gesamte wesentliche Bildinformation des Ursprungs-Bildes) für den menschlichen Betrachter auch aus dem ersten Basis-Bild (und aus dem zweiten Basis-Bild) zu entnehmen ist. Mit anderen Worten, die Transformation ist bevorzugt derart, dass die wesentliche Bildinformation infolge der Transformation erhalten bleibt. So kann das Integritätsniveau (auf Englisch „integrity level“) weiter erhöht werden.
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Die Transformation kann von der Kompressionsmethode abhängen, die für die Kompression des Ursprungs-Bildes verwendet wird. So kann in zuverlässiger Weise erreicht werden, dass Basis-Bilder bereitgestellt werden können, die zu identischen Signaturen führen (und die die wesentliche Bildinformation des Ursprungs-Bildes enthalten).
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Die Kompressionsmethode kann eine Frequenzbandanalyse des Ursprungs-Bildes (z.B. eine MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) oder eine QMF (Quadrature Mirror Filter) Filterbank) umfassen, bei der das Ursprungs-Bild in eine Mehrzahl von Frequenzband-Bilder für eine entsprechende Mehrzahl von Frequenzbändern überführt wird. Des Weiteren kann die Kompressionsmethode das Quantisieren der Mehrzahl von Frequenzband-Bilder umfassen.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, das erste Basis-Bild (und in entsprechender Weise das zweite Basis-Bild) auf Basis der Frequenzband-Bilder (insbesondere auf Basis der quantisierten Frequenzband-Bilder) für einen bestimmten Teil der Frequenzbänder, insbesondere für die ein oder mehreren niederfrequentesten Frequenzbänder, zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Transformation das Auswählen der Frequenzband-Bilder (bzw. der quantisierten Frequenzband-Bilder) für einen bestimmten Teil der Frequenzbänder, insbesondere für die ein oder mehreren niederfrequentesten Frequenzbänder, umfassen. So kann in besonders zuverlässiger Weise bewirkt werden, dass die Basis-Bilder zu identischen Signaturen führen (wenn kein Defekt bei der Übertragung und/oder der Kompression/Dekompression aufgetreten ist).
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Die Vorrichtung (bzw. das System) kann eingerichtet sein, das Ursprungs-Bild mittels der Kompressionsmethode zu komprimieren, um Bilddaten für ein komprimiertes Bild zu ermitteln. Die Bilddaten können dann über eine Datenschnittstelle gesendet werden. Des Weiteren kann die Vorrichtung (bzw. das System) eingerichtet sein, die an der Datenschnittstelle empfangenen Bilddaten mittels der Kompressionsmethode zu dekomprimieren, um das dekodierte Bild zu ermitteln.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
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Gemäß einem Aspekt wird ein (Computer-implementiertes) Verfahren zur Steuerung der Ausgabe eines Bildes auf einer Anzeigeeinheit beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines ersten Basis-Bildes mittels einer Transformation eines Ursprungs-Bildes, und das Ermitteln einer ersten Signatur auf Basis des ersten Basis-Bildes. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln eines zweiten Basis-Bildes mittels der (gleichen) Transformation eines anhand einer verlustbehafteten Kompressionsmethode aus dem Ursprungs-Bild generierten dekodierten Bildes, und das Ermitteln einer zweiten Signatur auf Basis des zweiten Basis-Bildes. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Bewirken, in Abhängigkeit von der ersten Signatur und der zweiten Signatur, dass eine Ausgabe des dekodierten Bildes auf der Anzeigeeinheit unterbunden oder ermöglicht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf ein oder mehreren Steuergeräten eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
- 2 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Vorrichtung bzw. eines beispielhaften Systems zur Anzeige eines Bildes auf einem Bildschirm;
- 3 ein beispielhaftes Ursprungs-Bild und ein beispielhaftes Basis-Bild; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Anzeige eines Bildes auf einem Bildschirm.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, eine effiziente und sichere Ausgabe von Bildern auf einem Bildschirm zu ermöglichen, insbesondere auf einem Bildschirm eines Fahrzeugs. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte werden beispielhaft für ein Fahrzeug beschrieben, sind aber entsprechend auch in anderen Bereichen (z.B. in einem medizinischen Gerät oder in einem Hausgerät) anwendbar.
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1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug 100, das z.B. im Innenraum 105 des Fahrzeugs 100 zumindest einen Bildschirm 102 umfasst, auf dem ein Bild oder eine zeitliche Sequenz von Bildern ausgegeben werden kann. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, die Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren 103 des Fahrzeugs 100 auszuwerten. Beispielhafte Sensoren 103 sind eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor, ein Geschwindigkeitssensor, etc. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, ein auf dem Bildschirm 102 anzuzeigendes Bild auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren 103 zu ermitteln.
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2 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung bzw. ein beispielhaftes System 200 zur Ausgabe eines Bildes (bzw. einer zeitlichen Sequenz von Bildern) auf einem Bildschirm 102, 220. Der Bildschirm 220 kann ein Steuermodul 221 umfassen, das eingerichtet ist, eine Anzeigeeinheit 222 des Bildschirms 220 (z.B. eine Matrix mit einzeln ansteuerbaren Pixeln und/oder einen Projektor für ein Head-Up Display) anzusteuern, so dass durch die Anzeigeeinheit 222 ein bestimmtes Bild dargestellt wird. Das durch die Anzeigeeinheit 222 anzuzeigende Bild 203 kann durch eine Treibereinheit 223 in Steueranweisungen für die Anzeigeeinheit 222 übersetzt werden.
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Die Vorrichtung 200 umfasst einen Bildgenerator 210 mit einem Graphiksystem 211, das eingerichtet ist, ein Bild 201, das durch den Bildschirm 220 angezeigt werden soll, zu ermitteln. Der Bildgenerator 210, insbesondere das Graphiksystem 211, kann zumindest teilweise die o.g. Steuereinheit 101 umfassen. Insbesondere kann der Bildgenerator 210 eine Generatoreinheit 213 umfassen, die eingerichtet ist, das anzuzeigende Bild 201 zu generieren, z.B. auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren 103 eines Fahrzeugs 100.
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Um das anzuzeigende Bild 201 über eine Datenschnittstelle 230 mit einer begrenzten Bandbreite von dem Bildgenerator 210 zu dem Bildschirm 220 übertragen zu können, kann der Bildgenerator 210 eine Kompressionseinheit 214 umfassen, die eingerichtet ist, das anzuzeigende Bild 201 zu komprimieren, um ein komprimiertes Bild 202 zu erzeugen, dass in ressourceneffizienter Weise an den Bildschirm 220 übertragen werden kann. Der Bildschirm 220 kann eine Dekompressionseinheit 224 umfassen, die eingerichtet ist, das komprimierte Bild 202 zu dekodieren, um ein dekodiertes Bild 203 zu generieren, das mittels der Anzeigeeinheit 222 angezeigt werden kann. Die Datenschnittstelle 230 kann eine APIX (automotive pixel link) Schnittstelle, einen DisplayPort oder ein anderes Schnittstellenformat umfassen.
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Die Vorrichtung 200, insbesondere der Bildgenerator 211, kann eine Überprüfungseinheit 217 umfassen, die eingerichtet ist, zu überprüfen, ob das anzuzeigende Bild 201, das in diesem Dokument auch als Ursprungs-Bild 201 bezeichnet wird, dem dekodierten Bild 203 entspricht. Des Weiteren kann die Überprüfungseinheit 217 eingerichtet sein, die Ausgabe des dekodierten Bildes 203 zu unterbinden, wenn erkannt wird, dass das dekodierte Bild 203 nicht dem Ursprungs-Bild 201 entspricht. Dies kann z.B. durch eine Steueranweisung 208 an die Anzeigeeinheit 222 erfolgen, durch die die Anzeigeeinheit 222 deaktiviert wird.
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Der Bildgenerator 210, insbesondere das Graphiksystem 211, kann eine Signatureinheit 216 umfassen, die eingerichtet ist, auf Basis des Ursprungs-Bildes 201 eine erste Signatur 205 (z.B. einen CRC, Cyclic Redundancy Check, Code) zu ermitteln. Des Weiteren umfasst das Steuermodul 221 des Bildschirms 220 eine Signatureinheit 216, die eingerichtet ist, auf Basis des dekodierten Bildes 203 eine zweite Signatur 207 zu ermitteln. Die Überprüfungseinheit 217 kann eingerichtet sein, auf Basis der ersten Signatur 205 und auf Basis der zweiten Signatur 207 zu überprüfen, ob das dekodierte Bild 203 und das Ursprungs-Bild 201 identisch sind oder voneinander abweichen.
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Die Kompressionseinheit 214 und die Dekompressionseinheit 224 können eingerichtet sein, eine verlustfreie Kompression des Ursprungs-Bildes 201 zu bewirken, was zur Folge hat, dass bei einer fehlerfreien Datenübertragung über die Datenschnittstelle 230 das dekodierte Bild 203 und das Ursprungs-Bild 201 identisch sind. Andererseits ist jedoch die mit einer verlustfreien Kompression realisierbare Datenrate für die Übertragung des komprimierten Bildes 202 typischerweise weiterhin relativ hoch.
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Um die Datenrate und damit den Ressourcenverbrauch für die Übertragung des komprimierten Bildes 202 weiter zu reduzieren, kann eine verlustbehaftete Kompression des Ursprungs-Bildes 201 erfolgen. Die Kompression kann dabei bevorzugt derart erfolgen, dass Unterschiede zwischen dem dekodierten Bild 203 und dem Ursprungs-Bild 201 für einen menschlichen Betrachter nicht sichtbar sind. Dennoch führt die verlustbehaftete Kompression dazu, dass sich die einzelnen Pixelwerte des dekodierten Bildes 203 zumindest teilweise und/oder in einem bestimmten Rahmen von den entsprechenden Pixelwerten des Ursprungs-Bildes 201 unterscheiden. Als Folge daraus unterscheidet sich typischerweise auch die für das Ursprungs-Bild 201 ermittelte erste Signatur 205 von der für das dekodierte Bild 203 ermittelten zweiten Signatur 207. Die Überprüfungseinheit 217 würde daher auf Basis der Signaturen 205, 207 auch dann feststellen, dass sich das dekodierte Bild 203 von dem Ursprungs-Bild 201 unterscheidet, wenn dieser Unterschied für den Betrachter der Anzeigeeinheit 222 nicht sichtbar wäre.
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Die Vorrichtung 200 kann eingerichtet sein, auf Basis des Ursprungs-Bildes 201 ein erstes Basis-Bild 204 zu ermitteln. Das erste Basis-Bild 204 kann z.B. einer tiefpassgefilterten Version des Ursprungs-Bildes 201 und/oder einer Version des Ursprungs-Bildes 201 mit einer reduzierten Pixel-Auflösung entsprechen. Das erste Basis-Bild 204 kann in einer Reduzierungseinheit 216 des Bildgenerators 210 ermittelt werden, wobei die Reduzierungseinheit 216 eingerichtet ist, mittels einer Transformation den Informationsgehalt des Ursprungs-Bildes 201, insbesondere in Bezug auf relativ hochfrequente Information, zu reduzieren. Die erste Signatur 205 kann dann auf Basis des ersten Basis-Bildes 204 ermittelt werden.
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In entsprechender Weise kann die Vorrichtung 200 eingerichtet sein (z.B. mittels einer entsprechenden Reduzierungseinheit 226 des Bildschirms 220), auf Basis des dekodierten Bildes 203 ein zweites Basis-Bild 206 zu ermitteln. Dabei kann die gleiche Transformation zur Ermittlung des zweiten Basis-Bildes 206 verwendet werden, die auch zur Ermittlung des ersten Bildes 204 verwendet wird.
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Die zweite Signatur 207 kann dann auf Basis des zweiten Basis-Bildes 206 ermittelt werden.
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Das erste und zweite Basis-Bild 204, 206 können derart ermittelt werden, dass
- • in den Basis-Bildern 204, 206 weiterhin die in dem Ursprungs-Bild 201 anzuzeigende (wesentliche) Bildinformation für einen Betrachter erkennbar ist, jedoch mit einer reduzierten Güte und/oder Auflösung; und
- • die Basis-Bilder 204, 206 bei einer fehlerfreien Datenschnittstelle 230 mit einer (im Vergleich zu dem Ursprungs-Bild 201 und dem dekodierten Bild 203) erhöhten Wahrscheinlichkeit gleich sind; die Wahrscheinlichkeit kann dabei 90% oder mehr, insbesondere 99% oder mehr, sein.
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Es können somit durch die Reduzierung des Informationsgehalts des Ursprungs-Bildes 201 bzw. des dekodierten Bildes 203 Basis-Bilder 204, 206 erzeugt werden, aus denen die wesentliche Information des Ursprungs-Bildes 201 weiterhin für einen Betrachter erkennbar ist, die aber durch das verlustbehaftete Kompressionsverfahren nicht oder in reduziertem Maße beeinträchtigt werden. Die Überprüfung der Gleichheit des dekodierten Bildes 203 und des Ursprungs-Bildes 201 (aus Sicht eines menschlichen Betrachters) kann dann in zuverlässiger Weise auf Basis der Signaturen 205, 207 der Basis-Bilder 204, 206 erfolgen.
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3 zeigt ein beispielhaftes Ursprungs-Bild 201 und ein beispielhaftes entsprechendes erstes Basis-Bild 204. Zur Ermittlung des ersten Basis-Bildes 204 können Blöcke 301 von Pixeln des Ursprungs-Bildes 201 (z.B. 4x4 Blöcke, oder 8x8 Blöcke) zusammengefasst werden. Insbesondere kann auf Basis eines Blocks 301 des Ursprungs-Bildes 201 ein entsprechender Basis-Block 304 des ersten Basis-Bildes 204 ermittelt werden. Dabei kann der Basis-Block 304 den Mittelwert der Pixelwerte der einzelnen Pixel des Blocks 301 des Ursprungs-Pixels 201 als einheitlichen Pixelwert des Basis-Blocks 304 aufweisen. In entsprechender Weise können auch die Blöcke 304 des zweiten Basis-Bildes 206 auf Basis des dekodierten Bildes 203 ermittelt werden.
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Eine verlustbehaftete Kompressionsmethode umfasst typischerweise eine Frequenzanalyse des Ursprungs-Bildes 201 in mehrere Frequenzbänder. Eine beispielhafte Frequenzanalyse ist die MDCT (Modified Discrete Cosine Transformation), bei der ein Block 301 von Pixeln des Ursprungs-Bildes 201 in einen entsprechenden Block von MDCT-Koeffizienten überführt wird. Die MDCT-Koeffizienten können dann quantisiert werden, und die quantisierten MDCT-Koeffizienten können dann mit einer verlustfreien Codierungsmethode (z.B. mit einem Huffman-Code) kodiert werden, um einen Datenstrom zu erzeugen, der (als kodiertes Bild 202) über die Datenschnittstelle 230 übertragen werden kann.
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Das erste Basis-Bild 204 kann auf Basis eines Teils der MDCT-Koeffizienten der unterschiedlichen Blöcke 301 des Ursprungs-Bildes 201 ermittelt werden. Insbesondere kann das erste Basis-Bild 204 aus den (ggf. quantisierten) MDCT-Koeffizienten für die ein oder mehreren niedrigsten Frequenzbändern ermittelt werden. In entsprechender Weise kann das zweite Basis-Bild 206 aus den MDCT-Koeffizienten für ein oder mehrere Frequenzbänder ermittelt werden, die durch die Dekompressionseinheit 224 verwendet wurden, um das dekodierte Bild 203 zu generieren. So kann in zuverlässiger Weise bewirkt werden, dass das erste und zweite Basis-Bild 204, 206 identisch sind, wenn kein Fehler an der Datenschnittstelle 230 vorliegt.
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Die Vorrichtung 200 kann somit eingerichtet sein, durch eine Transformation bzw. durch eine Reduktion, die Bildinformation des Ursprungs-Bildes 201 unempfindlich gegenüber einer verlustbehafteten Kompression zu machen. Die Transformation bzw. die Reduktion zur Ermittlung des Basis-Bildes 204 erfolgt dabei derart, dass alle für den Fahrer eines Fahrzeugs 100 erforderlichen Charakteristiken des Ursprungs-Bildes 201 erhalten bleiben. Insbesondere weist das Basis-Bild 204 weiterhin eine bestimmte Mindestauflösung auf.
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Beispielsweise kann eine Reduktion der Auflösung in Kombination mit einer Veränderung der Farbe erfolgen. Es können Farbmittelwerte über definierte Feldgrößen 301 berechnet werden, um ein Basis-Bild 204 zu ermitteln, dessen Signatur 205 unempfindlich in Bezug auf eine verlustbehaftete Kompression des Ursprungs-Bildes 201 ist.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Steuerung der Ausgabe eines Bildes auf einer Anzeigeeinheit 222. Das Verfahren 400 kann in entsprechender Weise für eine Sequenz von Bildern angewendet werden. Das Verfahren 400 kann in einem Fahrzeug 100 verwendet werden, um in sicherer Weise Bilder auf einer Anzeigeeinheit 222 (z.B. auf einem TFT Bildschirm oder auf einem Head-Up Display) auszugeben.
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Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 eines ersten Basis-Bildes 204 mittels einer Transformation eines Ursprungs-Bildes 201, und das Ermitteln 402 einer ersten Signatur 205 auf Basis des ersten Basis-Bildes 204 und/oder für das erste Basis-Bild 204.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren 400 das Ermitteln 403 eines zweiten Basis-Bildes 206 mittels der Transformation eines anhand einer verlustbehafteten Kompressionsmethode aus dem Ursprungs-Bild 201 generierten dekodierten Bildes 203, und das Ermitteln 404 einer zweiten Signatur 207 auf Basis des zweiten Basis-Bildes 206 und/oder für das zweite Basis-Bild 206.
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Die Transformation mit der das erste und das zweite Basis-Bild 204, 206 generiert werden kann derart sein, dass die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich Signaturen 205, 207 der Basis-Bilder 204, 206 entsprechen, höher ist, als die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich Signaturen des Ursprungs-Bildes 201 und des dekodierten Bildes 203 entsprechen. Mit anderen Worten, die Transformation kann derart sein, dass die Anwendung der verlustbehafteten Kompressionsmethode auf das erste Basis-Bild 204 das erste Basis-Bild 204 weniger stark verändern würde als das Ursprungs-Bild 201 durch die verlustbehaftete Kompressionsmethode verändert wird.
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Das Verfahren 400 umfasst ferner das Bewirken 405, in Abhängigkeit von der ersten Signatur 205 und der zweiten Signatur 207, dass eine Ausgabe des dekodierten Bildes 203 auf der Anzeigeeinheit 222 unterbunden oder ermöglicht wird.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann eine ressourceneffiziente Anzeige eines Bildes 201 auf einem Bildschirm 220 bewirkt werden, ohne dass dabei besondere Anforderungen in Bezug auf die funktionale Sicherheit (insbesondere in Bezug auf ein Integritätsniveau, ASIL (Automotive Safety Ingegrity Level)) an den Bildschirm 220 bzw. an die Anzeigeeinheit 222 gestellt werden müssen. Des Weiteren kann durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen bewirkt werden, dass sicherheitsrelevante Merkmale eines Bildes 201 sicher und zuverlässig von einem Fahrer bzw. einem Betrachter erkannt werden können.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
