專利名稱：用于生成可變優(yōu)先級(jí)多窗口圖像的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及圖形生成設(shè)備和方法，更特別地，涉及管理由具有可變優(yōu)先級(jí)和內(nèi)容的混合的若干窗口組成的復(fù)雜圖像所需要的顯示機(jī)制。
背景技術(shù)：
在航空領(lǐng)域中，飛機(jī)飛行顯示器顯示引航符號(hào)，引航符號(hào)越來(lái)越經(jīng)常地添加有于該符號(hào)下方或相鄰表面內(nèi)的其他的合成圖像，例如地像(MAP)或合成視覺(jué)圖像(SVS)， 所述表面是在允許該功能的現(xiàn)行顯示器上可以獲得的。更一般地，飛行顯示器的圖像也可以由多個(gè)窗口組成，所述多個(gè)窗口可以具有不同的刷新速度、可變的位置和尺寸，如必要， 所述多個(gè)窗口按照特殊順序混合到一起，但順序可以變化。這些圖像還包括通過(guò)具有不同的關(guān)鍵等級(jí)的軟件任務(wù)創(chuàng)建的元素。存在可以結(jié)合圖形生成功能也可以不結(jié)合圖形生成功能的屏幕控制器，其確保對(duì)操作系統(tǒng)的軟件所提供的功能的某種形式的硬件支持，但是盡管操作系統(tǒng)確保在屏幕外創(chuàng)建的表面的顯示，但是不存在在這樣做的同時(shí)還確保自動(dòng)分類(sorting)和可變混合的操作系統(tǒng)，也不存在能夠控制光標(biāo)生成器和視頻混合器的操作系統(tǒng)。此外，通常是通過(guò)軟件以類似于表面之間的全有或全無(wú)型選擇的方式或來(lái)確保對(duì)視窗的支持，只有面向大眾市場(chǎng)的最新的操作系統(tǒng)才包括在疊加表面之間進(jìn)行混合的功能，但是這純粹是為了美感或者最多是作為記憶輔助，因?yàn)橄路奖砻娴膬?nèi)容通常由于模糊的引入而變得不可讀。存在允許像素級(jí)圖像合成的自動(dòng)化系統(tǒng)，但是優(yōu)先級(jí)的管理是在窗口級(jí)全局地執(zhí)行的。具有透明度管理的混合有時(shí)具有硬件支持，但是最常見(jiàn)的是以非實(shí)時(shí)的軟件方式進(jìn)行的。圖像的組成表面的數(shù)目受到相關(guān)硬件尺寸的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種用于生成圖像的方法，該方法可以改進(jìn)具有可變顯示優(yōu)先級(jí)的多個(gè)窗口的圖像的管理，其目的在于增加窗口管理的靈活性，并且降低視頻流所需要的帶寬。發(fā)明介紹更確切地說(shuō)，本發(fā)明是一種用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備，所述圖像由混合像素構(gòu)成，所述混合像素的值由m層中的η層重疊的中間像素混合而成，信息窗口被一層中間像素支持，并通過(guò)窗口描述符來(lái)參數(shù)化，所述信息窗口的位置在圖像表面方向上和重疊的層的深度方向上是可變的，所述中間像素記錄在圖像存儲(chǔ)器中。該設(shè)備有利地包括-第一裝置，所述第一裝置為將要生成的所述圖像的每個(gè)混合像素從多個(gè)窗口中選擇屬于η個(gè)有效窗口(active window)的η個(gè)中間像素，以及為所選擇的每個(gè)中間像素至少記錄由窗口描述符產(chǎn)生的下列參數(shù)層標(biāo)識(shí)符、屬性和所述圖像存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器地址的值，
-第二裝置，所述第二裝置產(chǎn)生訪問(wèn)用于所選擇的中間像素的片段的圖像存儲(chǔ)器的至少一個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域的指令列表，所述像素的存儲(chǔ)器地址是連續(xù)的，指令列表對(duì)不連續(xù)的圖像存儲(chǔ)器地址尋址，-第三裝置，所述第三裝置記錄η個(gè)復(fù)合行的中間像素，復(fù)合行由源自圖像處理器的不同層像素的所選擇的中間像素的多個(gè)片段構(gòu)成，-第四裝置，所述第四裝置混合源自所述像素行的η個(gè)所選擇的中間像素的值。有利地，用于選擇η個(gè)中間像素的裝置包括上方層的中間像素的不透明度系數(shù)作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。有利地，所選擇的中間像素的片段的大小是在突發(fā)模式中用于讀取圖像存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的大小的倍數(shù)。有利地，所選擇的中間像素的數(shù)目η是能夠配置的。有利地，重疊的層的數(shù)目m是能夠配置的。有利地，所述第一裝置、所述第二裝置、所述第三裝置和所述第四裝置是在FPGA 型電路或ASIC型電路中實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明還涉及一種用于生成圖像的方法，該方法實(shí)現(xiàn)根據(jù)上文所述的設(shè)備。該方法包括下列步驟一第一步驟，從m個(gè)重疊的層中選擇有效窗口的中間像素，-第二步驟，存儲(chǔ)所選擇中間像素的參數(shù)層標(biāo)識(shí)符、屬性和圖像存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器地址的值，-第三步驟，生成用于所選擇的中間像素的片段的訪問(wèn)指令，-第四步驟，記錄用于組成一行中間像素的像素片段的訪問(wèn)指令的列表。-第五步驟，記錄一行所選擇的中間像素，其由多個(gè)所述像素片段構(gòu)成，所述行包括源自不同層像素的中間像素。-第六步驟，混合所述記錄行的像素以合成圖像的混合像素。有利地，訪問(wèn)指令行為突發(fā)模式的訪問(wèn)。在所述第一步驟中，位于具有最大不透明度系數(shù)的中間像素下方的層上的有效窗口的中間像素未被選擇。優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可以免除幾乎完全是低級(jí)別任務(wù)的軟件，因?yàn)樗羞@些操作均由硬件資源實(shí)時(shí)支持，其能夠合成復(fù)雜圖像，并且還能驅(qū)動(dòng)光標(biāo)生成器以及位于下游的視頻混合器。本發(fā)明的目的還在于優(yōu)化在其中生成將要觀察到的表面的一個(gè)或多個(gè)圖像存儲(chǔ)器的帶寬使用，因此可以將該表面專用的描述符與不透明度的概念聯(lián)系起來(lái)，不透明度不僅在色度方面解讀，還被解讀為不必取得下方表面的圖形元素的指示。此外，圖像存儲(chǔ)器同樣可以被配置為單頁(yè)或雙頁(yè)存儲(chǔ)器，并且可以采取一個(gè)或兩個(gè)物理存儲(chǔ)器庫(kù)，以便能夠?qū)哂胁煌阅艿囊幌盗挟a(chǎn)品尋址。本發(fā)明的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)在于在飛行中合成圖像，因此除了為了生成每個(gè)表面必須進(jìn)行的計(jì)算之外，只引入非常低的等待時(shí)間(latency)，這還可以使為了執(zhí)行該功能所需要的硬件資源最小化。


通過(guò)閱讀接下來(lái)結(jié)合附圖給出的非限制性描述，將會(huì)更好地理解本發(fā)明，其他優(yōu)點(diǎn)也將得以顯現(xiàn)，其中圖1是表示用于生成圖像的設(shè)備的主要功能裝置的圖示。圖2是觀察設(shè)備上所顯示的圖像。該圖示顯示了用于根據(jù)圖像中的三個(gè)不同的像素行來(lái)選擇有效像素的方法。圖3是表示組成圖像的層的像素的行的分段機(jī)制的圖示。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以改進(jìn)用于生成具有包括具有可變關(guān)鍵性和顯示參數(shù)的若干窗口的特征的圖像的過(guò)程。通過(guò)改變顯示優(yōu)先級(jí)，窗口可以移動(dòng)、透明顯示以及在深度方向移動(dòng)。本發(fā)明在飛機(jī)駕駛艙觀察設(shè)備圖像方面特別有利。事實(shí)上，對(duì)于航空應(yīng)用，飛行顯示器呈現(xiàn)顯示必須確保的關(guān)鍵飛行信息的窗口，而用于導(dǎo)航支持的其他信息則是輔助的。 關(guān)鍵信息通常是簡(jiǎn)單的，顯示在統(tǒng)一的背景上，以便有利于顯示的可靠性。非首要的導(dǎo)航支持信息可以是復(fù)雜的圖像并且具有較低的可靠性級(jí)別。如圖1所示，該設(shè)備示意性地顯示了兩個(gè)功能子集。第一子集SSl是用于管理窗口的功能，該功能利用描述符將窗口分類(sort)和排序(order)，并且通過(guò)這些數(shù)據(jù)生成用于訪問(wèn)圖像存儲(chǔ)器的請(qǐng)求。第二子集SS2是用于采集圖像存儲(chǔ)器MEM_IM中的像素的功能，以便用更少層數(shù)的中間像素來(lái)重建圖像。該子集還確保重建的像素行的像素的混合。這些實(shí)體的當(dāng)前實(shí)施例可以配置窗口的數(shù)目、層的數(shù)目以及物理圖像存儲(chǔ)器MEM_ IM的數(shù)目。接下來(lái)的描述實(shí)現(xiàn)十六個(gè)窗口、具有四個(gè)級(jí)別的混合器MIX、使用兩個(gè)存儲(chǔ)器庫(kù)的圖像存儲(chǔ)器MEM_IM。該實(shí)施例必須被當(dāng)作示例，因?yàn)楦鶕?jù)需要，其他的組合也是可能的。圖2表示示范性的示意圖像，包括按照顯示方向排序的五個(gè)重疊的信息窗口 F1、 F3、F6、F12、F13，使得窗口 Fl位于前景平面內(nèi)，窗口 F3與窗口 Fl相比位于較下面的平面內(nèi)，因此對(duì)于觀察該窗口的操作者的眼睛而言，窗口 F3被窗口 Fl覆蓋。后面的窗口根據(jù)相同的優(yōu)先級(jí)法則排序，數(shù)字表示優(yōu)先級(jí)的順序。在使用觀察設(shè)備的過(guò)程中，窗口的優(yōu)先級(jí)的順序可以變化。在包括其他信息的窗口描述符中指示該優(yōu)先級(jí)參數(shù)。通過(guò)組成圖像的像素的層的級(jí)別來(lái)限定優(yōu)先級(jí)順序。圖像由混合像素構(gòu)成，混合像素的值由m層中的η層重疊的中間像素混合而成。通過(guò)一層中間像素來(lái)支持信息窗口。在圖像存儲(chǔ)器中記錄所述中間像素。在該示例中可以有十六層像素。圖像由在圖像中從上到下排列的像素行組成。窗口參與像素行的合成，根據(jù)窗口在圖像的空間中的位置，不同地組成每一行。在圖1中，位于圖像頂部的行LU由三個(gè)有效窗口——窗口 Fl、F6和F12組成。行LM由五個(gè)有效窗口—— 窗口 F1、F3、F6、F12和F13組成。行LL由兩個(gè)窗口——窗口 F3和F12組成。有效窗口可以呈現(xiàn)使其透明或完全不透明的可變的不透明系數(shù)。該不透明系數(shù)參數(shù)也在包括其他信息的窗口描述符中指示。窗口描述符DESC是以提供表面的第一個(gè)像素在存儲(chǔ)器中的位置(地址)的值的陣列的形式提供的，按照慣例，像常見(jiàn)的矩陣型圖像生成情況那樣，第一個(gè)像素是左上角，但是任何其他的起點(diǎn)也不會(huì)改變什么。還提供表面的第一個(gè)可見(jiàn)像素的坐標(biāo)(U，ν)及其在屏幕上的位置(x，y)，并且提供最后一個(gè)可見(jiàn)像素的屏幕坐標(biāo)來(lái)補(bǔ)充觀察區(qū)域的描述，因此按照以往的慣例，最后一個(gè)可見(jiàn)像素為右下角。但是，還需要其他的參數(shù)，其為要觀察的表面的水平間距(pitch)，即分配給一行圖像的描述的存儲(chǔ)器大小，換言之，是為了轉(zhuǎn)到下一行，存儲(chǔ)器地址需要增加的量。為使參數(shù)統(tǒng)一，此處采用以像素表示的大小。補(bǔ)充字提供諸如下列參數(shù)表面中的有效光標(biāo)的選擇，此處給出的示例限于三個(gè)，表面中的有效視頻的選擇，此處給出的示例限于三選一，混合調(diào)色板的選擇，此處給出的示例限于十六選一，背景或擦除顏色的選擇，此處給出的示例使用4565格式編碼的ARGB。下面給出示范編碼。
權(quán)利要求
1.一種用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備，所述圖像由混合像素構(gòu)成，所述混合像素的值由m層中的η層重疊的中間像素混合而成，信息窗口被一層中間像素支持，并通過(guò)窗口描述符來(lái)參數(shù)化，所述信息窗口的位置在圖像表面方向上和重疊的層的深度方向上是可變的，所述中間像素記錄在圖像存儲(chǔ)器中，其特征在于，該設(shè)備包括第一裝置(SELECT)，所述第一裝置(SELECT)為將要生成的所述圖像的每個(gè)混合像素從多個(gè)窗口中選擇屬于η個(gè)有效窗口的η個(gè)中間像素，以及為所選擇的每個(gè)中間像素至少記錄由窗口描述符(DESC)產(chǎn)生的下列參數(shù)層標(biāo)識(shí)符、屬性和所述圖像存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器地址的值，第二裝置(REQ)，所述第二裝置(REQ)產(chǎn)生訪問(wèn)用于所選擇的中間像素的片段的圖像存儲(chǔ)器(ΜΕΜ_ΙΜ)的至少一個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域的指令列表(L_REQ)，所述像素的存儲(chǔ)器地址是連續(xù)的，指令列表對(duì)不連續(xù)的圖像存儲(chǔ)器地址尋址，第三裝置(ASSEMBLE)，所述第三裝置(ASSEMBLE)記錄η個(gè)復(fù)合行的中間像素，復(fù)合行由源自圖像處理器(ΜΕΜ_ΙΜ)的不同層像素的所選擇的中間像素的多個(gè)片段構(gòu)成，第四裝置(MIX)，所述第四裝置(MIX)混合源自所述像素行的η個(gè)所選擇的中間像素的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備， 其特征在于，用于選擇η個(gè)中間像素的裝置包括上方層的中間像素的不透明度系數(shù)作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備， 其特征在于，所選擇的中間像素的片段的大小是在突發(fā)模式中用于讀取圖像存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的大小的倍數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備， 其特征在于，所選擇的中間像素的數(shù)目η是能夠配置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備， 其特征在于，重疊的層的數(shù)目m是能夠配置的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備，其特征在于，所述第一裝置、所述第二裝置、所述第三裝置和所述第四裝置是在FPGA型電路或ASIC型電路中實(shí)現(xiàn)的。
7.一種用于生成圖像的方法，該方法實(shí)現(xiàn)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于生成包括能夠重疊顯示的多個(gè)信息窗口的圖像的設(shè)備，其特征在于，該方法包括下列步驟第一步驟，從m個(gè)重疊的層中選擇有效窗口的中間像素，第二步驟，存儲(chǔ)所選擇中間像素的參數(shù)層標(biāo)識(shí)符、屬性和圖像存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器地址的值，第三步驟，生成用于所選擇的中間像素的片段的訪問(wèn)指令，第四步驟，記錄用于組成一行中間像素的像素片段的訪問(wèn)指令的列表，第五步驟，記錄多個(gè)所述像素片段構(gòu)成一行所選擇的中間像素，所述行包括源自不同層像素的中間像素，第六步驟，混合所述記錄行的像素以合成圖像的混合像素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于生成圖像的方法，其特征在于，訪問(wèn)指令行為突發(fā)模式的訪問(wèn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于生成圖像的方法，其特征在于，在所述第一步驟中，位于具有最大不透明度系數(shù)的中間像素下方的層上的有效窗口的中間像素未被選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生成可變優(yōu)先級(jí)多窗口圖像的設(shè)備和方法。用于生成包括具有可變顯示優(yōu)先級(jí)的信息窗口的圖像的設(shè)備，包括用于選擇圖像的指定區(qū)域的有效窗口的像素的裝置(SELECT)以及用于基于所選擇的窗口的像素來(lái)重建圖像的裝置(ASSEMBLE，MIX)。本發(fā)明還涉及用于生成圖像的方法。本發(fā)明確保窗口之間的像素和透明度的混合。本發(fā)明特別應(yīng)用于飛機(jī)飛行顯示器，還應(yīng)用于任意用于生成圖像的設(shè)備。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102447900SQ201110260020
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者J-R·維貝克, N·勒瓦瑟, Y·貝納邦波塔列烏 申請(qǐng)人:泰勒斯公司