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Eine fehlerhafte Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit, d. h. beispielsweise einem Bildschirm, einem Monitor oder einem Display, kann in Abhängigkeit von der Funktion der Anzeigeeinheit schwerwiegende Auswirkungen haben. Dies betrifft insbesondere solche Fälle, in denen Anzeigeeinheiten in sicherheitsrelevanten beziehungsweise sicherheitskritischen Bereichen eingesetzt werden. Als Beispiele hierfür seien Anwendungen im Bereich der Bahn-, Flugzeug-, Automobil-, Militär-, Medizin- oder Energietechnik, d. h. beispielsweise in Kernkraftwerken, genannt.
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Generell kann Hardware beispielsweise aufgrund von Alterung, Verschleiß oder Fremdeinfluss ausfallen. Heutige sichere Systeme arbeiten in der Regel computergestützt, wobei der Zustand des jeweiligen Systems auf einer Anzeigeeinheit dargestellt wird. Da die Bedienhandlungen des Personals oftmals von den auf der Anzeigeeinheit dargestellten Informationen abhängen, ist es erforderlich, dass Fehler in der Anzeige, d. h. ein fehlerhaft dargestellter Zustand des Systems, zeitnah und zuverlässig erkannt werden kann.
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Eine Möglichkeit um dies zu erreichen, besteht darin, dass es in den anzuzeigenden Bilddaten redundante Informationen gibt. Dies kann beispielsweise derart geschehen, dass im Falle einer in einem bahntechnischen Stellwerk verwendeten Anzeigeeinheit die Visualisierung einer Fahrstraße einerseits durch einen in grüner Farbe wiedergegebenen Gleisabschnitt und andererseits durch ein nebenstehendes, ebenfalls in grüner Farbe dargestelltes Abbild eines Signals erfolgt. Nur wenn beide Informationen gleichermaßen in dem auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bild vorhanden sind, kann der Bediener davon ausgehen, dass die Darstellung des Bildes auf der Anzeigeeinheit korrekt ist.
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Die beschriebene Vorgehensweise weist jedoch den Nachteil auf, dass zumindest die sicherheitskritischen Informationen in Form entsprechender anzuzeigender Bilddaten redundant erzeugt werden müssen. Darüber hinaus kann nicht völlig ausgeschlossen werden, dass eine fehlerhafte Darstellung seitens des jeweiligen Bedieners in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation gegebenenfalls nicht oder nur mit zeitlicher Verzögerung erkannt wird. Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass beispielsweise Anzeigeeinheiten in Form heute üblicher Flüssigkristallbildschirme (LCD, Liquid Crystal Display) vergleichsweise komplex aufgebaut sind und beispielsweise einen eigenen Speicher und eine eigene Recheneinheit aufweisen beziehungsweise aufweisen können. Hierdurch bedingt besteht beispielsweise die Gefahr, dass unter Umständen ein altes Abbild des Speichers zur Anzeige gebracht werden kann, welches für sich genommen zwar stimmig ist, jedoch nicht den tatsächlichen Zustand des überwachten Systems wiedergibt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das ein besonders zuverlässiges und zugleich zeitnahes Erkennen einer fehlerhaften Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit, wobei durch elektronische Erfassung zumindest eines Teils des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes Prüfdaten erfasst werden und anhand einer elektronischen Bewertung zumindest eines Teils der erfassten Prüfdaten eine fehlerhafte Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit erkannt wird.
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Als Anzeigeeinheit wird im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung diejenige Komponente verstanden, die der eigentlichen Wiedergabe der Bilddaten dient, d. h. die flächige Komponente, von der seitens einer Person das anhand der beziehungsweise basierend auf den Bilddaten dargestellte Bild abgelesen beziehungsweise betrachtet werden kann. Seitens der Anzeigeeinheit können die anzuzeigenden Bilddaten hierbei beispielsweise von einer Grafikkarte beziehungsweise einem Grafikcontroller oder einer sonstigen Steuerungseinheit empfangen werden. Dabei kann die Komponente, von der die Anzeigeeinheit die anzuzeigenden Bilddaten empfängt mit der Anzeigeeinheit zu einer gemeinsamen Komponente vereint oder auch als separate, lediglich kommunikationstechnisch mit der Anzeigeeinheit verbundene Komponente ausgebildet sein.
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Bei den Bilddaten handelt es sich um diejenigen Informationen, die seitens der Anzeigeeinheit das Eingangssignal beziehungsweise die Grundlage für die Darstellung des Bildes bilden. Vorzugsweise handelt es sich dabei bei den Bilddaten um eine Menge von einzelnen, vorzugsweise digitalen Datenwerten, die jeweils Bildwerte für einzelne Pixel, d. h. Bildpunkte, des darzustellenden Bildes angeben.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst durch elektronische Erfassung zumindest eines Teils des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes Prüfdaten erfasst. Dies bedeutet, dass ein automatisiertes Erfassen beziehungsweise Zurücklesen des anhand der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes erfolgt. Hierbei kann einerseits ein Erfassen des gesamten auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes erfolgen. Andererseits ist es jedoch auch denkbar, dass lediglich ein Teil beziehungsweise mehrere Teile des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes erfasst beziehungsweise zurückgelesen wird beziehungsweise werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Überprüfung der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit lediglich für ausgewählte Teile beziehungsweise Bereiche des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes erforderlich ist.
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Eine fehlerhafte Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit wird sodann anhand einer elektronischen Bewertung zumindest eines Teils der erfassten Prüfdaten erkannt. Dies bedeutet, dass die elektronisch erfassten Prüfdaten einer elektronischen, d. h. insbesondere automatisierten Bewertung unterzogen werden und anhand der vorgenommenen Bewertung eine fehlerhafte Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit erkannt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere den Vorteil auf, dass es eine automatische, von Bedien- oder Überwachungspersonal unabhängige Überprüfung der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit ermöglicht. Dabei kann vorteilhafterweise der gesamte Weg von der Übermittlung der anzuzeigenden Bilddaten an die Anzeigeeinheit bis zur eigentlichen Darstellung auf der Anzeigeeinheit überprüft werden, so dass an einer beliebigen Stelle auf diesem Wege entstehende Fehler zuverlässig und aufgrund der elektronischen Erfassung und Bewertung auch zeitnah erkannt werden können.
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Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet sein, dass die Prüfdaten mittels einer auf die Anzeigeeinheit ausgerichteten elektronischen Kamera erfasst werden. Dies bietet den Vorteil, dass es sich bei dem Erfassen der Prüfdaten mittels einer auf die Anzeigeeinheit ausgerichteten elektronischen Kamera um eine besonders einfache und vergleichsweise kostengünstig realisierbare Methode zum Erfassen der Prüfdaten handelt. Vorzugsweise kann die Kamera hierbei an der Anzeigeeinheit selbst befestigt sein.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Prüfdaten mittels auf der Anzeigeeinheit angeordneter Fotosensoren erfasst. Dies bedeutet, dass die Fotosensoren auf der Anzeigeeinheit selbst angeordnet sind, wodurch eine unmittelbare und verzerrungsfreie Erfassung der Prüfdaten ermöglicht wird. Voraussetzung hierbei ist, dass die Fotosensoren derart auf der Anzeigeeinheit angeordnet sind, dass das auf der Anzeigeeinheit dargestellte Bild weiterhin erkennbar ist.
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Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren hierbei weiterhin derart ausgestaltet sein, dass die Prüfdaten mittels einer auf der Anzeigeeinheit angebrachten lichtdurchlässigen fotosensitiven Folie erfasst werden. Dies ist vorteilhaft, da mittels einer entsprechenden Sensorfolie eine Erfassung der Prüfdaten für beliebige Anzeigeeinheiten möglich ist, ohne dass hierfür eine Anpassung der Anzeigeeinheiten selbst erforderlich wäre. Die Fotosensoren der fotosensitiven Folie könne hierbei vorteilhafterweise unabhängig von der Größe und Anzahl der Pixel, d. h. der Auflösung, des Monitors sein. Aufgrund dessen, dass eine entsprechende lichtdurchlässige fotosensitive Folie unmittelbar auf die Anzeigeeinheit aufgebracht werden kann, ist vorteilhafterweise keine Fokussierung erforderlich.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet, dass die Prüfdaten mittels in die Anzeigeeinheit integrierter Fotosensoren erfasst werden, die zum Detektieren des Lichts von zumindest einem dem jeweiligen Fotosensor räumlich benachbarten Pixel der Anzeigeeinheit ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass gemäß dieser Ausführungsform die Fotosensoren in Zwischenräumen der Pixel der Anzeigeeinheit angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Fotosensoren hierbei derart beschaffen, dass sie nach außen, d. h. zur Vorderseite der Anzeigeeinheit hin, abgedunkelt sind und im Wesentlichen ausschließlich das Licht des zumindest einen dem jeweiligen Fotosensor räumlich benachbarten Pixels erfassen. Hierdurch wird eine Unempfindlichkeit des Verfahrens gegenüber Streulicht gewährleistet. Das Bild kann durch das Erfassen der Prüfdaten mit einer der Auflösung der Anzeigeeinheit entsprechenden oder auch mit einer geringeren Auflösung erfasst beziehungsweise aufgenommen werden. Durch die Verwendung einer Anzeigeeinheit mit integrierten Fotosensoren zum Erfassen der Prüfdaten, d. h. zum Zurücklesen des dargestellten Bildes, wird der Vorteil erzielt, dass weiterhin ein vergleichsweise flacher Aufbau der Anzeigeeinheit ermöglicht wird und darüber hinaus insbesondere eine Beeinträchtigung der Qualität der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit durch die Aufnahmetechnik, d. h. die Fotosensoren, vermieden wird. Dabei ist eine optische Fokussierung vorteilhafterweise auch in diesem Fall nicht erforderlich.
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Es sei darauf hingewiesen, dass auch gleichzeitig mehrere der zuvor genannten Möglichkeiten zum Erfassen der Prüfdaten genutzt werden können. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Prüfdaten einerseits mittels einer auf die Anzeigeeinheit ausgerichteten elektronischen Kamera erfasst werden und zugleich andererseits eine Erfassung der Prüfdaten auch mittels in die Anzeigeeinheit integrierter Fotosensoren erfolgt. In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung und den jeweiligen Gegebenheiten kann durch eine entsprechende redundante Erfassung der Prüfdaten insbesondere die Qualität oder die Geschwindigkeit der elektronischen Bewertung erhöht werden.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass die elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten einen Vergleich des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten mit zumindest einem Teil der Bilddaten umfasst. Mit Hilfe einer geeigneten Hardware und/oder Software können somit die erfassten Prüfdaten beziehungsweise zumindest ein Teil derselben mit den jeweiligen Bilddaten verglichen werden. Vorzugsweise ist dabei darauf zu achten, dass die für die Darstellung der Bilddaten sowie das Erfassen der Prüfdaten verwendeten Hardware-Komponenten dahingehend voneinander unabhängig sind, dass die für den Vergleich mit den Bilddaten verwendeten Daten ausschließlich durch die elektronisch erfassten Prüfdaten gegeben sein können. Sofern bei dem Vergleich, der auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen und beispielsweise eine Bearbeitung der Bilddaten und/oder der Prüfdaten umfassen kann, eine Übereinstimmung festgestellt wird, ist die Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit fehlerfrei; hingegen ist im Falle einer Abweichung von einer fehlerhaften Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit auszugehen. Dabei kann die Deutung beziehungsweise Interpretation der Abweichung in Abhängigkeit von Art und Zweck der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit unterschiedlich sein.
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Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich oder alternativ auch derart ausgestaltet sein, dass die elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten einen Vergleich des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten mit den jeweiligen Bilddaten zugeordneten Referenzdaten umfasst. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch der Vergleich des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten mit den jeweiligen Bilddaten vereinfacht wird. Sofern bestimmte Bilddaten häufiger auftreten, ist es hierbei somit möglich, für diese Bilddaten Referenzdaten zu bestimmen und zu erfassen, die einen besonders einfachen und schnellen Vergleich des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten mit den Referenzdaten ermöglichen. Hierzu können sich die Referenzdaten von den jeweiligen Bilddaten sowohl hinsichtlich des Datenformats als auch hinsichtlich ihres Inhalts unterscheiden. So kann es sich bei den Referenzdaten beispielsweise um aus den entsprechenden Bilddaten ermittelte „Soll-Prüfdaten” handeln.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten eine inhaltliche Interpretation der Prüfdaten. Dies bedeutet, dass im Rahmen der elektronischen Bewertung der Prüfdaten alternativ oder zusätzlich zu einem Vergleich zwischen Soll und Ist auch eine inhaltliche Interpretation des zurückgelesenen Bildes, d. h. der Prüfdaten, möglich ist. Dabei kann eine entsprechende inhaltliche Interpretation der Prüfdaten beispielsweise mittels automatischer Texterkennung, wie beispielsweise OCR (Optical Character Recognition), und/oder automatischer Bilderkennung erfolgen. Hierbei wird somit weniger auf die Darstellung der Bilddaten selbst, sondern auf die mittels der Darstellung wiedergegebene Information abgezielt. Dies bietet den Vorteil, dass unter Verwendung einer entsprechenden bildinterpretierenden Einheit das auf der Anzeigeeinheit dargestellte Bild auch ohne Kenntnis des konkreten pixelgenauen Bildinhalts der Soll-Anzeige, d. h. der Bilddaten, zur sicherungstechnisch sinnvollen Überprüfung der darstellten Informationen verwendet werden kann. Vorteilhafterweise ist dies auch im Falle komplexer, sich ändernden Darstellungen möglich.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass die Erfassung der Prüfdaten sowie die elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen erfolgt. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine fehlerhafte Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit besonders zeitnah erkannt werden kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anzuzeigende Bilddaten in Form eines Prüfmusters an die Anzeigeeinheit übermittelt. Dies bietet den Vorteil, dass die Verwendung von Prüfmustern die elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten erleichtert, da hierbei die erwarteten Prüfdaten bekannt sind. Darüber hinaus können durch die Verwendung eines Prüfmusters auch solche Funktionen der Anzeigeeinheit getestet werden, die möglicherweise zum gegebenen Zeitpunkt nicht verwendet werden, jedoch in gegebenenfalls zukünftig auftretenden Situationen erforderlich werden könnten. Dies kann beispielsweise die Darstellung bestimmter Farben oder die Ansteuerung bestimmter Bereiche der Anzeigeeinheit betreffen. Vorzugsweise können entsprechende Prüfmuster regelmäßig für sehr kurze Zeiten übermittelt und angezeigt werden, wobei die Dauer der Anzeige vorzugsweise unterhalb der Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges liegen kann, so dass ein Betrachter der Anzeigeeinheit durch die Übermittlung des Prüfmusters nicht oder nur unwesentlich gestört wird. Durch eine entsprechende Synchronisierung der Übermittlung beziehungsweise Darstellung des Prüfmusters sowie des Erfassens beziehungsweise Zurücklesens kann hierbei die erforderliche Darstellungszeit des Prüfmusters beispielsweise auf Zeitdauern von kleiner 0,1 Sekunden reduziert werden.
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Hinsichtlich der Einrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, die ein besonders zuverlässiges und zugleich zeitnahes Erkennen einer fehlerhaften Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zum Erkennen einer fehlerhaften Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit, die Einrichtung mit der Anzeigeeinheit zum Darstellen eines Bildes, ersten Mitteln zum Erfassen von Prüfdaten durch elektronische Erfassung zumindest eines Teils des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes und zweiten Mitteln zum Erkennen einer fehlerhaften Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit anhand einer elektronischen Bewertung zumindest eines Teils der erfassten Prüfdaten.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechen im Wesentlichen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden aufgeführten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der jeweiligen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen wird.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart ausgestaltet, dass die ersten Mittel eine auf die Anzeigeeinheit ausgerichtete elektronische Kamera umfassen.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung umfassen die ersten Mittel auf der Anzeigeeinheit angeordnete Fotosensoren.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch derart ausgeprägt sein, dass die ersten Mittel eine auf der Anzeigeeinheit angebrachte lichtdurchlässige fotosensitive Folie umfassen.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart ausgestaltet, dass die ersten Mittel in die Anzeigeeinheit integrierte Fotosensoren umfassen, die zum Detektieren des Lichts von zumindest einem dem jeweiligen Fotosensor räumlich benachbarten Pixel der Anzeigeeinheit ausgebildet sind.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise zum Durchführen des Verfahrens gemäß einer der zuvor genannten bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt
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1 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung,
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2 in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung,
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3 in einer schematischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung und
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4 in einer schematischen Darstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein auf einer Anzeigeeinheit dargestelltes Bild.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden in den Figuren für gleiche oder im Wesentlichen gleich wirkende Komponenten identische Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung. Dargestellt ist eine Anzeigeeinheit 10, bei der es sich um einen Bildschirm, einen Monitor oder ein Display handeln kann. Des Weiteren ist eine Steuerungseinheit 20 vorgesehen, die beispielsweise als Grafikkarte, Grafikcontroller oder sonstiger Steuerrechner ausgeführt sein kann. Anzuzeigende Bilddaten B werden von der Steuerungseinheit 20 an die Anzeigeeinheit 10 übermittelt, welche anhand der empfangenen Bilddaten B ein Bild darstellt beziehungsweise wiedergibt.
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Um eine fehlerhafte Darstellung der Bilddaten B auf der Anzeigeeinheit 10 erkennen zu können, weist die Einrichtung des Weiteren erste Mittel zum Erfassen von Prüfdaten P in Form einer Kamera 30 auf. Wie in 1 angedeutet, ist die Kamera 30 hierbei auf die Anzeigeeinheit 10 ausgerichtet.
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Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass mittels der Kamera 30 die Prüfdaten P bezüglich des gesamten auf der Anzeigeeinheit 10 dargestellten Bildes erfasst werden. Die erfassten Prüfdaten P werden von der Kamera 30 an die Steuerungseinheit 20 übermittelt und dort einer elektronischen Bewertung unterzogen. Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei hierbei angenommen, dass im Hinblick auf die konkrete Verwendung der Anzeigeeinheit 10 in der vorliegenden Situation die Darstellung des Bildes lediglich in den Teilen beziehungsweise Bereichen 40, 50 sicherheitsrelevant beziehungsweise sicherheitskritisch ist. Aus diesem Grund erfolgt die elektronische Bewertung der erfassten Prüfdaten P ausschließlich in Bezug auf die für die Teile 40, 50 des Bildes erfassten Prüfdaten P. Alternativ oder zusätzlich hierzu wäre es grundsätzlich selbstverständlich auch denkbar, dass die Prüfdaten bereits von vornherein lediglich bezogen auf einen Teil des Bildes erfasst werden. Dies könnte beispielsweise dadurch geschehen, dass die Kamera 30 lediglich auf einen Teil der Anzeigeeinheit 10 beziehungsweise des auf derselben dargestellten Bildes ausgerichtet wird.
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Die in 1 gezeigte Einrichtung sowie das in diesem Zusammenhang beschriebene Verfahren weisen insbesondere den Vorteil auf, dass das auf der Anzeigeeinheit 10 dargestellte flächige Bild anhand der Prüfdaten P im Wesentlichen so erfasst wird, wie es auch von einem Bediener gesehen wird. Dies bedeutet, dass insbesondere solche Darstellungsfehler, die auf dem Weg zu der Anzeigeeinheit 10 oder auch in der Anzeigeeinheit 10 selbst entstehen, erkannt werden können. Vorteilhafterweise erfolgt die Prüfung hierbei unabhängig von einem Bediener der Anzeigeeinheit 10, wobei der komplette Weg von der Ausgabe der anzuzeigenden Bilddaten B, d. h. von der Übertragung der Bilddaten B von der Steuerungseinheit 20 an die Anzeigeeinheit 10, bis zur tatsächlichen Anzeige auf der Anzeigeeinheit 10 von der Prüfung umfasst ist.
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Vorzugsweise kann die Prüfung kontinuierlich oder zyklisch, d. h. regelmäßig wiederkehrend, erfolgen. Dabei bezieht sich die Überwachung der Darstellung der Bilddaten im Rahmen des Verfahrens vorteilhafterweise auf den Soll-Bildinhalt, d. h. nicht ausschließlich auf die Überprüfung, ob die Anzeigeeinheit 10 prinzipiell fähig zu einer Darstellung von Bilddaten ist.
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Ergänzend oder gegebenenfalls auch alternativ hierzu kann durch ein gegebenenfalls nur sehr kurzzeitig erfolgendes Einspielen von Prüfmustern ein umfänglicher Funktionstest der Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit 10 erfolgen. Dies bietet den Vorteil, dass Fehlerquellen, insbesondere auch innerhalb der Anzeigeeinheit 10 selbst, zeitnah erkannt beziehungsweise offenbart werden können.
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Ein gewisser Nachteil des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, dass das Sichtfeld auf die Anzeigeeinheit 10 vor der Kamera 30 für eine korrekte und zuverlässige Funktion des Verfahrens jederzeit frei bleiben sollte. Zu diesem Zweck ist ein möglichst flacher Sichtwinkel der Kamera 30 auf die Anzeigeeinheit 10 wünschenswert. Dies kann jedoch zu einem in der Geometrie verzerrten Abbild führen, so dass gegebenenfalls eine Entzerrung des in Form der Prüfdaten erfassten Abbildes des auf der Anzeigeeinheit 10 dargestellten Bildes mittels nachträglicher Bildbearbeitung erforderlich werden kann. In diesem Fall sollte die Kamera 30 vorzugsweise eine Auflösung besitzen, die nach der Bildentzerrung noch eine Bildinterpretation zulässt.
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Neben möglichen Verzerrungen können bei dem Ausführungsbeispiel der 1 in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten weiterhin unter Umständen auch Reflexionen auf der Anzeigeeinheit 10 die Bilderkennung, d. h. das Erfassen der Prüfdaten P durch die Kamera 30 und die nachfolgende elektronische Bewertung der Prüfdaten P, erschweren.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung. Im Unterschied zur 1 ist hierbei lediglich ein Teil beziehungsweise Ausschnitt einer Anzeigeeinheit 10 gezeigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 erfolgt das Erfassen der Prüfdaten mittels ersten Mitteln, die auf der Anzeigeeinheit 10 angeordnete Fotosensoren umfassen. Dabei wäre es beispielsweise denkbar, dass die Fotosensoren auf oder in einer vor der Anzeigeeinheit 10 angeordneten Glasscheibe vorgesehen sind. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels der 2 sei jedoch angenommen, dass die ersten Mittel eine auf der Anzeigeeinheit 10 angebrachte lichtdurchlässige fotosensitive Folie 60 umfassen. Die lichtdurchlässige Folie 60 weist Fotosensoren 61, 62, 63 und 64 auf, die derart angeordnet sind, dass beispielsweise der Fotosensor 61 von Pixeln beziehungsweise Bildpunkten 71 bis 79 der Anzeigeeinheit 10 umgeben beziehungsweise zu diesen benachbart ist.
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Die fotosensitive Folie beziehungsweise Schicht 60 verdeckt einen Teil des auf der Anzeigeeinheit 10 dargestellten Bildes, so dass in der Regel eine Abdunkelung des Bildinhaltes erfolgen wird. Die Fotozellen der fotosensitiven Folie 60 sind der Anzeigeeinheit 10 zugewandt und daher für Streulicht der Umgebung deutlich unempfindlicher als für das Licht der Anzeigeeinheit 10, d. h. für das von den Pixeln ausgesandte Licht.
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In dem Ausführungsbeispiel der 2 erfassen die Fotosensoren 61 bis 64 jeweils eine Gruppe von Pixeln beziehungsweise Bildpunkten der Anzeigeeinheit 10, so dass die Erfassung der Prüfdaten durch die Fotosensoren 61 bis 64 mit einer geringeren Genauigkeit beziehungsweise Auflösung als die eigentliche Bildausgabe der Anzeigeeinheit 10 erfolgt. Um eine ausreichend sichere Bewertung von Fehldarstellungen grafischer Elemente auf der Anzeigeeinheit 10 zu gewährleisten, sollte die Auflösung des aufgenommenen Bildes, d. h. der erfassten Prüfdaten, nach Möglichkeit zumindest ausreichend für eine Bewertung von ca. 10 mm2 großen Bildinhalten (d. h. Informationen als „Punkt” mit Farbinformation) sein. In diesem Fall ist auch eine Texterkennung mittels beispielsweise OCR zumindest bei entsprechend groß dargestellten Schriften noch möglich.
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Um eine Beeinflussung von Fotosensoren durch weiter weg liegende Pixel der Anzeigeeinheit zu vermeiden, können vorteilhafterweise Abschirmungen vorgesehen werden. Dies ist in 2 durch Abschirmungen 81, 82 angedeutet, die in den Zwischenräumen zwischen den Fotosensoren 61 und 63 beziehungsweise den Pixeln 77 und 78 beziehungsweise 78 und 79 vorgesehen sind.
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Durch die reduzierte Auflösung der Erfassung der Prüfdaten, d. h. die geringere Anzahl von Fotosensoren im Vergleich zur Anzahl der Pixel, wird vorteilhafterweise gewährleistet, dass das auf der Anzeigeeinheit 10 dargestellte Bild für das die Anzeigeeinheit 10 nutzende Bedien- oder Überwachungspersonal weiterhin erkennbar ist. Vorteilhafterweise werden durch das flächige Aufbringen der lichtdurchlässigen Folie 60 Verzerrungen bei der Bilderfassung vermieden, wobei eine Fokussierung zum Erfassen der Prüfdaten nicht erforderlich ist.
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Vorzugsweise kann eine Kalibrierung der Anordnung bezogen auf die jeweilige Bildschirmposition und Bildgeometrie softwarebasiert durchgeführt werden. Hierbei können in einer Lernphase beispielsweise signifikante Darstellungen erkannt und die Positionen der betreffenden Darstellungen gespeichert werden.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung. Dabei entspricht die Darstellung der 3 im Wesentlichen derjenigen der 2, wobei im grundlegenden Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 2 die ersten Mittel in die Anzeigeeinheit 10 integrierte Fotosensoren umfassen, die zum Detektieren des Lichts von zumindest einem dem jeweiligen Fotosensor räumlich benachbarten Pixel der Anzeigeeinheit 10 ausgebildet sind. Konkret sind in 3 exemplarisch Fotosensoren 61a bis 64a bezeichnet, die in den Zwischenräumen der Pixel beziehungsweise Bildpunkte 71 bis 79 angeordnet und in die Anzeigeeinheit 10 selbst integriert sind. Dies bietet den Vorteil, dass eine Verdunklung des dargestellten Bildes reduziert beziehungsweise vollständig vermieden wird.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels der 3 erfolgt die Darstellung der Bilddaten und das Erfassen beziehungsweise Zurücklesen des dargestellten Bildes in Form der Prüfdaten vorteilhafterweise mittels zweier voneinander unabhängiger elektronischer Verarbeitungseinheiten. Hierdurch wird sichergestellt, dass Fehler in der Bilddarstellung nicht auch die Bilderfassung beeinflussen, wie dies beispielsweise für den Fall denkbar wäre, dass dieselbe Verarbeitungseinheit für Bildausgabe und Bilderfassung verwendet wird. Vorzugsweise wird somit die Bilderfassung – mit Ausnahme der integrierten Fotosensoren – unabhängig von der Bildausgabe realisiert.
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Die Fotosensoren 61a bis 64a sind derart beschaffen, dass sie nach außen abgedunkelt sind und lediglich das Licht der sie umgebenden Pixel einfangen. Hinsichtlich ihres übrigen Aufbaus kann die Anzeigeeinheit 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 ähnlich dem aus der veröffentlichten Anmeldung US 2006/0007222 A1 bekannten Display aufgebaut sein. Das bekannte Display weist jedoch den grundlegenden Unterschied auf, dass die Fotosensoren zur Vorderseite der Anzeigeeinheit hin ausgerichtet sind, um als Kamera beispielsweise das Bild eines Betrachters der betreffenden Anzeigeeinheit zu erfassen.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels der 3 kann die Erfassung der Prüfdaten mit einer ähnlichen Auflösung wie die Auflösung der Anzeigeeinheit oder auch mit einer geringeren Auflösung erfolgen.
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Generell weist die Anzeigeeinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 den Vorteil auf, dass der Gesamtaufbau flach ist und die Qualität der Darstellung nicht durch die zur Erfassung der Prüfdaten erforderlichen technischen Komponenten behindert wird. Gleichzeitig ist vorteilhafterweise auch keine Fokussierung oder aufwändige geometrische Kalibrierung notwendig, da diese durch die Bauart beziehungsweise Bauweise der Anzeigeeinheit selbst bereits fest vorgegeben ist.
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4 zeigt in einer schematischen Darstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein auf einer Anzeigeeinheit dargestelltes Bild. Konkret ist hierbei ein Beispiel für eine Darstellung von Bilddaten einer betriebsleittechnischen Anzeige eines Stellwerks der Eisenbahnautomatisierungstechnik gezeigt. Erkennbar sind hierbei verschiedene Gleise und Weichen sowie angedeutete Signale.
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Unabhängig davon, in welcher der im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 beschriebenen Arten das Erfassen der Prüfdaten erfolgt, ist eine elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten erforderlich, um eine fehlerhafte Darstellung der Bilddaten auf der Anzeigeeinheit erkennen zu können. Hierzu wird vorzugsweise ein Vergleich des zumindest einen Teils der erfassten Prüfdaten mit zumindest einem Teil der Bilddaten vorgenommen. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist durch eine inhaltliche Interpretation des mittels der erfassten Prüfdaten zurückgelesenen Bildes möglich.
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Grundsätzlich ist es zweckmäßig, dass das Erfassen der Prüfdaten sowie die elektronische Bewertung des zumindest einen Teils der Prüfdaten kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen erfolgt. Dabei kann die Festlegung des Prüfintervalls sowie der zu prüfenden Bereiche der Anzeigeeinheit beziehungsweise des dargestellten Bildes abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall und den jeweils zugrunde liegenden Risikobetrachtungen erfolgen. Hierbei wird sich das Prüfintervall im Allgemeinen nach der Gefährdung richten, die durch eine mögliche Fehldarstellung ausgelöst wird. So ist es beispielsweise denkbar, dass das Ziel darin besteht, eine fehlerhafte Darstellung von Bilddaten für eine zeitliche Dauer von mehr als 1 Sekunde zu vermeiden. In diesem Fall könnte ein Standard-Prüfintervall von 1 Sekunde hinsichtlich des Erfassens der Prüfdaten und der nachfolgenden elektronischen Bewertung zugrunde gelegt beziehungsweise angesetzt werden.
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Wie bereits erwähnt, kann auch der Bereich des zu überprüfenden Bildausschnittes in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall festgelegt beziehungsweise bestimmt werden, so dass die auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bilddaten eine Mischung aus zu prüfenden und nicht zu prüfenden Informationen aufweisen können. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine überzogene Reaktion des Systems für den Fall vermieden, dass in sicherheitstechnisch unkritischen Bereichen der Anzeige, d. h. der dargestellten Bilddaten, Fehler festgestellt werden.
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Durch das Erfassen beziehungsweise Zurücklesen der Prüfdaten ist vorteilhafterweise eine interpretierende Deutung des dargestellten Inhalts möglich. Dies kann einerseits eine Texterkennung etwa in Form von OCR oder auch eine generelle Bilderkennung umfassen. Dies bietet den Vorteil, dass auch ohne Kenntnis des konkreten pixelgenauen Bildinhalts der Soll-Anzeige, d. h. der darzustellenden Bilddaten, eine sicherungstechnisch sinnvolle Überprüfung der dargestellten Informationen möglich ist. Ein Beispiel hierfür ist eine Tachoeinheit, die eine Geschwindigkeit über eine Anzeigeeinheit in Form eines Displays anzeigt. Hier wäre ein Rücklesen der angezeigten Geschwindigkeit mittels Bildauswertung der erfassten Prüfdaten sinnvoll, wobei lediglich geprüft wird, ob tatsächlich die anzuzeigende Geschwindigkeit für einen Betrachter erkennbar auf der Anzeigeeinheit dargestellt wird.
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Durch die Verwendung von den jeweiligen Bilddaten zugeordneten Referenzdaten beziehungsweise Sollbildmustern ist eine elektronische Bewertung der Prüfdaten mit geringem Rechenaufwand möglich. Hierbei entfällt vorteilhafterweise der aufwändigere Korrelationsabgleich der Bilddeutung, da das Vergleichsbild bereits passend zur jeweiligen Methode des Erfassens der Prüfdaten vorliegt.
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Durch die Verwendung von Prüfmustern kann die Prüfung der Anzeigeeinheit in Bezug auf ihre Fähigkeit der Bilddarstellung besonders umfassend, schnell und zuverlässig erfolgen. Hierbei können Prüfmuster beziehungsweise Bildtestmuster so lange auf die Anzeigeeinheit aufgeschaltet werden, dass eine Erfassung der entsprechenden Prüfdaten ermöglicht wird. Eine solche Verwendung von Prüfmustern beziehungsweise Prüfbildern ist zweckmäßig, da ein aktuell dargestelltes Bild nicht notwendigerweise die kompletten Anzeigemöglichkeiten nutzt. Dies bedeutet, dass beispielsweise in einem Normalzustand eines Systems ein dargestelltes Bild unter Umständen die Farbe rot nicht umfasst. Sollte also die Anzeigemöglichkeit hinsichtlich der Farbe rot lange Zeit ungenutzt sein und aufgrund eines Fehlers die entsprechende Anzeigemöglichkeit nicht verlässlich arbeiten, so ist eine regelmäßige Überprüfung zweckmäßig, um z. B. bei Bedarf eine Warnanzeige in rot zu gewährleisten und nicht erst in einem Gefahrenfall zu erkennen, dass eine entsprechende Anzeige ausfallbedingt nicht möglich ist.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels der 4 sei angenommen, dass das gezeigte Bild hinsichtlich der dargestellten Gleise statisch festgelegt ist und für einen Bediener wesentliche Informationen ausschließlich durch sich ändernde Farben positionsstabil dargestellter Bildelemente signalisiert werden. Somit ist der jeweilige Zustand der Gleisanlage durch eine farbige Ausleuchtung von Fahrwegen und Signalen erkennbar. Dies erlaubt es, einzelne Bereiche des dargestellten Bildes zu definieren, für die eine Überprüfung der dargestellten Bilddaten zweckmäßig beziehungsweise erforderlich ist. In 4 ist dies dadurch angedeutet, dass beispielhaft Teile des auf der Anzeigeeinheit dargestellten Bildes 90 bis 118 bezeichnet sind, für die eine Überprüfung der Darstellung vorgesehen ist. Dies betrifft einerseits Prüfbereiche für Fahrwege 90 bis 109 sowie andererseits Prüfbereiche für Signale 110 bis 118.
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Im Rahmen eines Verfahrens zum Erkennen einer fehlerhaften Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit können nunmehr lediglich für die Teile des Bildes 90 bis 118 Prüfdaten erfasst werden oder, sofern die Prüfdaten bezogen auf das gesamte dargestellte Bild erfasst werden, lediglich für die betreffenden Teile des Bildes 90 bis 118 eine elektronische Bewertung der erfassten Prüfdaten vorgenommen werden. In diesem Zusammenhang sei nochmals betont, dass die zu überprüfenden Teile beziehungsweise Bereiche des Bildes, d. h. die Prüfbereiche 90 bis 109 für Fahrwege beziehungsweise 110 bis 118 für Signale, in 4 lediglich beispielhaft angedeutet sind, so dass in der Praxis andere und/oder auch zusätzliche Prüfbereiche definiert werden können.
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Die von einer Steuerungseinheit, etwa in Form eines Steuerrechners, an die Anzeigeeinheit übermittelten Bilddaten, die in 4 dargestellt sind, sind der Steuerungseinheit als Anzahl von einzelnen identifizierbaren Elementen mit ihren Attributen, d. h. beispielsweise ihrer Farbe, bekannt. Da diese Elemente bei einer Änderung der Anzeige nicht ihre Position, sondern lediglich ihre Attribute ändern, ist im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels eine elektronische Bewertung der Prüfdaten in Bezug auf die jeweilige Farbe der Darstellung ausreichend.
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Entsprechend den diesbezüglichen vorstehenden Erläuterungen kann darüber hinaus zusätzlich eine Überprüfung der Darstellungsmöglichkeiten der Anzeigeeinheit mittels kurzzeitig ausgegebener Prüfmuster, die auch als Kompletttestbilder bezeichnet werden können, in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgen.
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Aus der 4 ist darüber hinaus weiterhin erkennbar, dass durch die Auswertung von Textinhalten, etwa im unteren Bildschirmbereich, beispielsweise auch eine Überprüfung der Darstellung der aktuell freigegebenen Kommandos erfolgen kann, sofern dies sicherungstechnisch zweckmäßig ist.
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Neben einem Einsatz im Bereich der Eisenbahnsignal- beziehungsweise Eisenbahnsicherungstechnik, d. h. beispielsweise im Zusammenhang mit Leitstandsanzeigen von Stellwerken oder Anzeigen im Führerstand von Zügen, kann das zuvor beschriebene Verfahren grundsätzlich auch in beliebigen anderen sicherungstechnischen Bereichen Anwendung finden, in denen das zuverlässige und zeitnahe, von einer menschlichen Einflussnahme unabhängige Erkennen einer fehlerhaften Darstellung von Bilddaten auf einer Anzeigeeinheit von Bedeutung ist.