专利名称：用于生成可变优先级多窗口图像的设备和方法
技术领域：
本发明的领域涉及图形生成设备和方法，更特别地，涉及管理由具有可变优先级和内容的混合的若干窗口组成的复杂图像所需要的显示机制。
背景技术：
在航空领域中，飞机飞行显示器显示引航符号，引航符号越来越经常地添加有于该符号下方或相邻表面内的其他的合成图像，例如地像(MAP)或合成视觉图像(SVS)， 所述表面是在允许该功能的现行显示器上可以获得的。更一般地，飞行显示器的图像也可以由多个窗口组成，所述多个窗口可以具有不同的刷新速度、可变的位置和尺寸，如必要， 所述多个窗口按照特殊顺序混合到一起，但顺序可以变化。这些图像还包括通过具有不同的关键等级的软件任务创建的元素。存在可以结合图形生成功能也可以不结合图形生成功能的屏幕控制器，其确保对操作系统的软件所提供的功能的某种形式的硬件支持，但是尽管操作系统确保在屏幕外创建的表面的显示，但是不存在在这样做的同时还确保自动分类(sorting)和可变混合的操作系统，也不存在能够控制光标生成器和视频混合器的操作系统。此外，通常是通过软件以类似于表面之间的全有或全无型选择的方式或来确保对视窗的支持，只有面向大众市场的最新的操作系统才包括在叠加表面之间进行混合的功能，但是这纯粹是为了美感或者最多是作为记忆辅助，因为下方表面的内容通常由于模糊的引入而变得不可读。存在允许像素级图像合成的自动化系统，但是优先级的管理是在窗口级全局地执行的。具有透明度管理的混合有时具有硬件支持，但是最常见的是以非实时的软件方式进行的。图像的组成表面的数目受到相关硬件尺寸的限制。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于生成图像的方法，该方法可以改进具有可变显示优先级的多个窗口的图像的管理，其目的在于增加窗口管理的灵活性，并且降低视频流所需要的带宽。发明介绍更确切地说，本发明是一种用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备，所述图像由混合像素构成，所述混合像素的值由m层中的η层重叠的中间像素混合而成，信息窗口被一层中间像素支持，并通过窗口描述符来参数化，所述信息窗口的位置在图像表面方向上和重叠的层的深度方向上是可变的，所述中间像素记录在图像存储器中。该设备有利地包括-第一装置，所述第一装置为将要生成的所述图像的每个混合像素从多个窗口中选择属于η个有效窗口(active window)的η个中间像素，以及为所选择的每个中间像素至少记录由窗口描述符产生的下列参数层标识符、属性和所述图像存储器内的存储器地址的值，
-第二装置，所述第二装置产生访问用于所选择的中间像素的片段的图像存储器的至少一个存储器区域的指令列表，所述像素的存储器地址是连续的，指令列表对不连续的图像存储器地址寻址，-第三装置，所述第三装置记录η个复合行的中间像素，复合行由源自图像处理器的不同层像素的所选择的中间像素的多个片段构成，-第四装置，所述第四装置混合源自所述像素行的η个所选择的中间像素的值。有利地，用于选择η个中间像素的装置包括上方层的中间像素的不透明度系数作为选择标准。有利地，所选择的中间像素的片段的大小是在突发模式中用于读取图像存储器数据的大小的倍数。有利地，所选择的中间像素的数目η是能够配置的。有利地，重叠的层的数目m是能够配置的。有利地，所述第一装置、所述第二装置、所述第三装置和所述第四装置是在FPGA 型电路或ASIC型电路中实现的。本发明还涉及一种用于生成图像的方法，该方法实现根据上文所述的设备。该方法包括下列步骤一第一步骤，从m个重叠的层中选择有效窗口的中间像素，-第二步骤，存储所选择中间像素的参数层标识符、属性和图像存储器内的存储器地址的值，-第三步骤，生成用于所选择的中间像素的片段的访问指令，-第四步骤，记录用于组成一行中间像素的像素片段的访问指令的列表。-第五步骤，记录一行所选择的中间像素，其由多个所述像素片段构成，所述行包括源自不同层像素的中间像素。-第六步骤，混合所述记录行的像素以合成图像的混合像素。有利地，访问指令行为突发模式的访问。在所述第一步骤中，位于具有最大不透明度系数的中间像素下方的层上的有效窗口的中间像素未被选择。优点本发明可以免除几乎完全是低级别任务的软件，因为所有这些操作均由硬件资源实时支持，其能够合成复杂图像，并且还能驱动光标生成器以及位于下游的视频混合器。本发明的目的还在于优化在其中生成将要观察到的表面的一个或多个图像存储器的带宽使用，因此可以将该表面专用的描述符与不透明度的概念联系起来，不透明度不仅在色度方面解读，还被解读为不必取得下方表面的图形元素的指示。此外，图像存储器同样可以被配置为单页或双页存储器，并且可以采取一个或两个物理存储器库，以便能够对具有不同性能的一系列产品寻址。本发明的一个显著优点在于在飞行中合成图像，因此除了为了生成每个表面必须进行的计算之外，只引入非常低的等待时间(latency)，这还可以使为了执行该功能所需要的硬件资源最小化。
通过阅读接下来结合附图给出的非限制性描述，将会更好地理解本发明，其他优点也将得以显现，其中图1是表示用于生成图像的设备的主要功能装置的图示。图2是观察设备上所显示的图像。该图示显示了用于根据图像中的三个不同的像素行来选择有效像素的方法。图3是表示组成图像的层的像素的行的分段机制的图示。
具体实施例方式根据本发明的设备可以改进用于生成具有包括具有可变关键性和显示参数的若干窗口的特征的图像的过程。通过改变显示优先级，窗口可以移动、透明显示以及在深度方向移动。本发明在飞机驾驶舱观察设备图像方面特别有利。事实上，对于航空应用，飞行显示器呈现显示必须确保的关键飞行信息的窗口，而用于导航支持的其他信息则是辅助的。 关键信息通常是简单的，显示在统一的背景上，以便有利于显示的可靠性。非首要的导航支持信息可以是复杂的图像并且具有较低的可靠性级别。如图1所示，该设备示意性地显示了两个功能子集。第一子集SSl是用于管理窗口的功能，该功能利用描述符将窗口分类(sort)和排序(order)，并且通过这些数据生成用于访问图像存储器的请求。第二子集SS2是用于采集图像存储器MEM_IM中的像素的功能，以便用更少层数的中间像素来重建图像。该子集还确保重建的像素行的像素的混合。这些实体的当前实施例可以配置窗口的数目、层的数目以及物理图像存储器MEM_ IM的数目。接下来的描述实现十六个窗口、具有四个级别的混合器MIX、使用两个存储器库的图像存储器MEM_IM。该实施例必须被当作示例，因为根据需要，其他的组合也是可能的。图2表示示范性的示意图像，包括按照显示方向排序的五个重叠的信息窗口 F1、 F3、F6、F12、F13，使得窗口 Fl位于前景平面内，窗口 F3与窗口 Fl相比位于较下面的平面内，因此对于观察该窗口的操作者的眼睛而言，窗口 F3被窗口 Fl覆盖。后面的窗口根据相同的优先级法则排序，数字表示优先级的顺序。在使用观察设备的过程中，窗口的优先级的顺序可以变化。在包括其他信息的窗口描述符中指示该优先级参数。通过组成图像的像素的层的级别来限定优先级顺序。图像由混合像素构成，混合像素的值由m层中的η层重叠的中间像素混合而成。通过一层中间像素来支持信息窗口。在图像存储器中记录所述中间像素。在该示例中可以有十六层像素。图像由在图像中从上到下排列的像素行组成。窗口参与像素行的合成，根据窗口在图像的空间中的位置，不同地组成每一行。在图1中，位于图像顶部的行LU由三个有效窗口——窗口 Fl、F6和F12组成。行LM由五个有效窗口—— 窗口 F1、F3、F6、F12和F13组成。行LL由两个窗口——窗口 F3和F12组成。有效窗口可以呈现使其透明或完全不透明的可变的不透明系数。该不透明系数参数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个像素在存储器中的位置(地址)的值的阵列的形式提供的，按照惯例，像常见的矩阵型图像生成情况那样，第一个像素是左上角，但是任何其他的起点也不会改变什么。还提供表面的第一个可见像素的坐标(U，ν)及其在屏幕上的位置(x，y)，并且提供最后一个可见像素的屏幕坐标来补充观察区域的描述，因此按照以往的惯例，最后一个可见像素为右下角。但是，还需要其他的参数，其为要观察的表面的水平间距(pitch)，即分配给一行图像的描述的存储器大小，换言之，是为了转到下一行，存储器地址需要增加的量。为使参数统一，此处采用以像素表示的大小。补充字提供诸如下列参数表面中的有效光标的选择，此处给出的示例限于三个，表面中的有效视频的选择，此处给出的示例限于三选一，混合调色板的选择，此处给出的示例限于十六选一，背景或擦除颜色的选择，此处给出的示例使用4565格式编码的ARGB。下面给出示范编码。
权利要求
1.一种用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备，所述图像由混合像素构成，所述混合像素的值由m层中的η层重叠的中间像素混合而成，信息窗口被一层中间像素支持，并通过窗口描述符来参数化，所述信息窗口的位置在图像表面方向上和重叠的层的深度方向上是可变的，所述中间像素记录在图像存储器中，其特征在于，该设备包括第一装置(SELECT)，所述第一装置(SELECT)为将要生成的所述图像的每个混合像素从多个窗口中选择属于η个有效窗口的η个中间像素，以及为所选择的每个中间像素至少记录由窗口描述符(DESC)产生的下列参数层标识符、属性和所述图像存储器内的存储器地址的值，第二装置(REQ)，所述第二装置(REQ)产生访问用于所选择的中间像素的片段的图像存储器(ΜΕΜ_ΙΜ)的至少一个存储器区域的指令列表(L_REQ)，所述像素的存储器地址是连续的，指令列表对不连续的图像存储器地址寻址，第三装置(ASSEMBLE)，所述第三装置(ASSEMBLE)记录η个复合行的中间像素，复合行由源自图像处理器(ΜΕΜ_ΙΜ)的不同层像素的所选择的中间像素的多个片段构成，第四装置(MIX)，所述第四装置(MIX)混合源自所述像素行的η个所选择的中间像素的值。
2.根据权利要求1所述的用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备， 其特征在于，用于选择η个中间像素的装置包括上方层的中间像素的不透明度系数作为选择标准。
3.根据权利要求1所述的用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备， 其特征在于，所选择的中间像素的片段的大小是在突发模式中用于读取图像存储器数据的大小的倍数。
4.根据权利要求1所述的用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备， 其特征在于，所选择的中间像素的数目η是能够配置的。
5.根据权利要求1所述的用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备， 其特征在于，重叠的层的数目m是能够配置的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备，其特征在于，所述第一装置、所述第二装置、所述第三装置和所述第四装置是在FPGA型电路或ASIC型电路中实现的。
7.一种用于生成图像的方法，该方法实现根据前述权利要求中任一项所述的用于生成包括能够重叠显示的多个信息窗口的图像的设备，其特征在于，该方法包括下列步骤第一步骤，从m个重叠的层中选择有效窗口的中间像素，第二步骤，存储所选择中间像素的参数层标识符、属性和图像存储器内的存储器地址的值，第三步骤，生成用于所选择的中间像素的片段的访问指令，第四步骤，记录用于组成一行中间像素的像素片段的访问指令的列表，第五步骤，记录多个所述像素片段构成一行所选择的中间像素，所述行包括源自不同层像素的中间像素，第六步骤，混合所述记录行的像素以合成图像的混合像素。
8.根据权利要求7所述的用于生成图像的方法，其特征在于，访问指令行为突发模式的访问。
9.根据权利要求7所述的用于生成图像的方法，其特征在于，在所述第一步骤中，位于具有最大不透明度系数的中间像素下方的层上的有效窗口的中间像素未被选择。
全文摘要
本发明涉及用于生成可变优先级多窗口图像的设备和方法。用于生成包括具有可变显示优先级的信息窗口的图像的设备，包括用于选择图像的指定区域的有效窗口的像素的装置(SELECT)以及用于基于所选择的窗口的像素来重建图像的装置(ASSEMBLE，MIX)。本发明还涉及用于生成图像的方法。本发明确保窗口之间的像素和透明度的混合。本发明特别应用于飞机飞行显示器，还应用于任意用于生成图像的设备。
文档编号H04N7/26GK102447900SQ201110260020
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年8月31日
发明者J-R·维贝克, N·勒瓦瑟, Y·贝纳邦波塔列乌 申请人:泰勒斯公司