一种超宽屏冗余图形显示处理设备的制作方法

1.本发明涉及图形显示处理的航空电子领域设备，具体地说，涉及一种能用于机载全景显示系统，能达到苛刻的机载可靠性和安全性指标要求的冗余图形显示处理设备。


背景技术：

2.航空电子领域座舱显示系统通常会为每个操作员配备多个独立的传统显示屏用于信息显示和交互操作。为了方便多个显示屏在座舱的布局，传统显示屏有1:1、4:3、5:4、16:9、16:10等常见宽高比。这类方案每个显示屏的显示区域都不会太大且相互独立，图形显示处理的复杂度不会太高，高安全性策略简洁明晰，冗余备份实现简单，因此在航空电子领域机载显示系统中曾有过广泛使用。但这类方案也存在明显的局限性和缺点，显示器边框和安装区域占用视觉焦点区的面积过多，无法在视觉焦点区提供大面积的完整显示，难以支持多通道交互全景显示需求，人机交互效能难以满足现代座舱信息化、智能化的发展需求。
3.在此背景下，能轻易在视觉焦点区提供大面积完整显示的新式宽高比达10:4、8:3的大尺寸新式显示屏成为了先进座舱争相选用的方案，这种新式的大尺寸显示屏宽高比通常超过了2:1，我们称之为超宽屏。座舱系统中，一台新式的超宽屏可以替代多台传统显示屏，在视觉焦点区提供大面积的完整显示，能有效支持多通道交互全景显示，提供高效能的人机交互，非常适合现代座舱信息化、智能化的发展需求。
4.采用超宽屏在带来更高人机交互效率的同时，也带来了新的挑战，首要难题就是单台显示屏替代传统多台显示屏带来的可靠性与安全性挑战。这使得能有效应对该难题的超宽屏冗余图形显示处理技术成为了超宽屏显示顺利进行座舱应用推广的关键。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种超宽屏冗余图形显示处理设备，解决机载超宽屏应用的可靠性和安全性挑战，加快新一代多通道交互、全景显示座舱系统在航空电子领域的普及，提升飞机的人机交互效率和任务效能。本发明包括不少于两个多窗口图形显示处理部件、不少于两个多路显示视频监控与切换选择部件和一个多通道容错超宽屏显示部件。本发明不仅能支持视觉焦点区大面积的全景图形显示处理，还能支持超宽屏显示通道层级、显示窗口层级的冗余备份、完整性监控、故障重构。当一般故障发生时，本发明的冗余备份功能可以保障全景图形显示功能继续正常运行；当严重故障发生时，只要有任何一个超宽屏通道能正常显示交互，就能提供完整的座舱多通道交互功能，使得单台显示屏也能达到不低于传统多台显示屏的可靠性和安全性指标。
6.本发明在提供更高人机交互效率的同时，可以达到极为严苛的完整性指标和可用性指标，非常适合多通道交互全景座舱显示系统。
7.本发明的发明目的通过以下技术方案实现。
8.一种超宽屏冗余图形显示处理设备，包含n个多窗口图形显示处理部件1、k个多路
显示视频监控与切换选择部件2、一个多通道容错超宽屏显示部件3，各多窗口图形显示处理部件1的内部功能的相同，各多窗口图形显示处理部件1的外部均有k个视频处理通道，各多窗口图形显示处理部件1的第i个视频处理通道连接到第i个多路显示视频监控与切换选择部件2；多通道容错超宽屏显示部件3的外部有k个视频显示通道，通道容错超宽屏显示部件3的第i个视频显示通道连接到第i个多路显示视频监控与切换选择部件2；各多路显示视频监控与切换选择部件2具备的功能的相同；
9.在多窗口图形显示处理部件1正常工作模式下：
10.各多窗口图形显示处理部件1接收各多路显示视频监控与切换选择部件2输出的第一状态信息和多通道容错超宽屏显示部件3输出的第二状态信息以及外部输入的待显示数据，将待显示数据绘制成宽度为w
×
k、高度为h超宽屏全景图形，将超宽屏全景图形从左往右划分为k个w
×
h的区域图形，这k个区域图形从左往右依次通过对外的第1路至第k路共k个视频处理通道输出，并由具有控制权的多窗口图形显示处理部件1向多路显示视频监控与切换选择部件2发送视频切换控制信息；
11.多路显示视频监控与切换选择部件2对连接各多窗口图形显示处理部件1的视频处理通道和自身的状态进行监控，并将监控得到的第一状态信息发送给多窗口图形显示处理部件1，当接收到多窗口图形显示处理部件1的视频切换控制信息时，将具有控制权的多窗口图形显示处理部件1的视频处理通道上的区域图形发送到连接多通道容错超宽屏显示部件3的视频显示通道上；
12.多通道容错超宽屏显示部件3将第1路至第k路共k个视频显示通道上的区域图形从左往右进行组合，生成宽为w
×
k、高为h的超宽屏全景图形进行显示。
13.优选地，若第一状态信息和第二状态信息反映各多路显示视频监控与切换选择部件2和多通道容错超宽屏显示部件3的视频显示通道存在故障，则多窗口图形显示处理部件1将对应区域图形上的人机交互窗口调整到不受影响的区域图形上。
14.优选地，当某个多路显示视频监控与切换选择部件2上报给多窗口图形显示处理部件1的状态信息中提示有输入故障时，如果代表某个多窗口图形显示处理部件1的内部出现故障或者某个多窗口图形显示处理部件1的视频处理通道出现故障，进入冗余备份模式：
15.此时处于正常工作状态且视频处理通道正常的各多窗口图形显示处理部件1将进行故障处理，如果有多个具有故障处理条件的多窗口图形显示处理部件1时，优先权最高的多窗口图形显示处理部件1优先获得控制权。
16.优选地，当n个多窗口图形显示处理部件1都无法完成超宽屏全景图形处理经由多路显示视频监控与切换选择部件2送达多通道容错超宽屏显示部件3显示，系统将丧失超宽屏全景图形显示功能，需要进入故障重构模式：
17.多窗口图形显示处理部件1将外部输入的待显示数据直接用k个视频处理通道中还能正常传输的部分视频处理通道进行传输。
18.优选地，多窗口图形显示处理部件1包括一个数据接口部件11、一个显示控制及多窗口管理部件12、m个窗口图形显示处理部件13、m个窗口图形完整性监控部件14、一个图形合成部件15；其中m的数量具体的由超宽屏全景图形中人机界面窗口决定的，窗口图形显示处理部件13对应绘制一个人机界面窗口，m个窗口图形完整性监控部件14和窗口图形显示处理部件13是一一对应的，对窗口图形显示处理部件13的完整性进行监控；
19.显示控制及多窗口管理部件12用于是：
20.1)控制数据接口部件11接收各多路显示视频监控与切换选择部件2输出的第一状态信息、多通道容错超宽屏显示部件3输出的第二状态信息、外部系统输入的待显示数据以及向外部系统发送故障信息；
21.2)将待显示数据进行识别后输入各对应的窗口图形显示处理部件13，控制各窗口图形显示处理部件13将对应待显示数据绘制成人机界面窗口；
22.3)控制各窗口图形完整性监控部件14对人机界面窗口形进行完整性监控，获取监控状态和结果；
23.4)控制图形合成部件15根据各窗口图形显示处理部件13绘制成的人机界面窗口、各窗口图形完整性监控部件14的监控状态和结果，以及第一状态信息和第二状态信息中反映的多路显示视频监控与切换选择部件2、多通道容错超宽屏显示部件3的视频显示通道的故障信息进行多窗口布局，形成宽度为w
×
k、高度为h超宽屏全景图形，将超宽屏全景图划分成对应的区域图形，加入视频同步信号后输出到视频处理通道上，送往各多路显示视频监控与切换选择部件2。
24.优选地，显示控制及多窗口管理部件12还用于：
25.5)当窗口图形完整性监控部件14报告的监控结果异常，则控制各窗口图形显示处理部件13、图形合成部件15进行重构，将存在异常的这个窗口图形显示处理部件13的图形处理功能调整到其它窗口图形显示处理部件13处理，保证全景显示功能的正常运行，同时对存在异常的窗口图形显示处理部件先进行隔离再重启，重启完成检测正常后再将原来的图形处理功能恢复回来；如果持续无法恢复，那么该多窗口图形显示处理部件1就存在故障了，按照冗余模式，剩下优先权最大的多窗口图形显示处理部件1将获得控制权接替该多窗口图形显示处理部件1；
26.6)当某个多路显示视频监控与切换选择部件2上报的第一状态信息中提示有输入故障时，则各具有故障处理条件的多窗口图形显示处理部件1中的显示控制及多窗口管理部件12选择优先权最高的多窗口图形显示处理部件1优先获得控制权；
27.7)当n个多窗口图形显示处理部件1都无法完成全景图形处理经由多路显示视频监控与切换选择部件2送达多通道容错超宽屏显示部件3显示时，各多窗口图形显示处理部件1中的显示控制及多窗口管理部件12选择优先权最高的多窗口图形显示处理部件1优先获得控制权，显示控制及多窗口管理部件12将外部输入的待显示数据直接输入图形合成部件15后用k个视频处理通道中还可以正常传输的部分视频处理通道进行传输。
28.优选地，窗口图形完整性监控部件14的窗口图形完整性监控实现方法如下：
29.窗口图形显示处理部件13需要向窗口图形完整性监控部件14发送周期性心跳信号、自检测状态信息、人机交互窗口、窗口图形处理所用关键参数值；窗口图形完整性监控部件14通过心跳信号监控到窗口图形显示处理部件13处理超时、卡死；对自检测状态信息收集能在异常时更全面了解窗口图形显示处理部件13的状态；对收到的人机交互窗口进行监控，包括监控窗口图形数据的地址与上一次是否发生变化；按照显示控制与多窗口管理部件12的要求监控图形处理所用关键参数值的特征，检测窗口图形显示处理部件13输出图形的完整性。
30.优选地，多路显示视频监控与切换选择部件2包括一个显示视频监控部件21，一个
监控接口部件22，一个显示视频切换选择部件23；
31.显示视频监控部件21对输入的每路区域图形的状态进行监控，将监控状态和监控结果发送到监控接口部件22，对于监控结果为正常的区域图形则直接送往显示视频切换选择部件23；
32.监控接口部件22从多窗口图形显示处理部件1接收视频切换控制信息，并将显示视频监控部件21的监控结果和显示视频切换选择部件23的视频切换选择的状态信息发送到各个多窗口图形显示处理部件1；
33.显示视频切换选择部件23按照监控接口部件22收到的视频切换控制信息从输入的多路区域图形中选择相应的区域图形输出，将视频切换选择的结果发送到监控接口部件22，如果切换选择异常则将异常状态信息发送到监控接口部件22。
34.优选地，显示视频监控部件21的视频监控实现方法如下：
35.显示视频监控部件21的视频监控有三个层级，一个是视频信号链路的监控，每个输入视频处理通道的信号连接是否正常，对电气上的开路、断路进行检测；二是视频信号同步信号监控，从输入的区域图形解码出视频同步信号，对周期长度、脉宽长度进行检测，将检测结果与系统定义的相应通道视频标准信号标准进行比较，如果有存在不相符则判定输入的区域图形异常；三是对嵌入区域图形中的辅助测试信息进行检测。
36.优选地，多通道容错超宽屏显示部件3的k个视频显示通道互相独立，每个视频显示通道有单独的电源和电子部件，各个视频显示通道之间具有物理隔离，每个视频显示通道对应超宽屏上的显示区域互相独立。
附图说明
37.图1为超宽屏冗余图形显示处理设备的结构示意图。
38.图2多窗口图形显示处理部件1技术原理示意图。
39.图3多路显示视频监控与切换选择部件2技术原理示意图。
40.图4多通道冗余超宽屏显示示意图。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
42.面向航空电子领域，本实施例所示的一种超宽屏冗余图形显示处理设备支持机载高性能复杂图形显示处理，具有安全性可靠性突出的冗余图形显示处理能力，支撑机载超宽屏全景显示的实现，提高人机交互效率和飞机效能，如图1所示，包含n个多窗口图形显示处理部件1(设各多窗口图形显示处理部件的序号根据优先权依次为1至n，n≥2)、k个多路显示视频监控与切换选择部件2(设各多路显示视频监控与切换选择部件的序号从左往右依次为1至k，k≥2)、一个多通道容错超宽屏显示部件3，各多窗口图形显示处理部件1的内部功能的相同，各多窗口图形显示处理部件1的外部均有k个视频处理通道(设视频处理通道序号从左往右依次为1至k，k≥2)，各多窗口图形显示处理部件1的第i个视频处理通道连接到第i个多路显示视频监控与切换选择部件2，多通道容错超宽屏显示部件3的外部有k个视频显示通道(设视频显示通道序号从左往右依次为1至k，k≥2)，通道容错超宽屏显示部件3的第i个视频显示通道连接到第i个多路显示视频监控与切换选择部件2，各多路显示视
频监控与切换选择部件2具备的功能的相同，根据多窗口图形显示处理部件1的视频切换控制信息为视频显示通道接通对应的视频处理通道。
43.在多窗口图形显示处理部件1正常工作模式下：
44.各多窗口图形显示处理部件1接收各多路显示视频监控与切换选择部件2输出的第一状态信息和多通道容错超宽屏显示部件3输出的第二状态信息以及外部输入的待显示数据，将待显示数据绘制成宽度为w
×
k、高度为h超宽屏全景图形，将超宽屏全景图形从左往右划分为k个w
×
h的区域图形，这k个区域图形从左往右依次通过对外的第1路至第k路共k个视频处理通道输出，并由具有控制权(优先权最高，即序号为1)的多窗口图形显示处理部件1向多路显示视频监控与切换选择部件2发送视频切换控制信息。
45.多路显示视频监控与切换选择部件2对连接的各多窗口图形显示处理部件1的视频处理通道和自身的状态进行监控，并将监控到的第一状态信息发送给多窗口图形显示处理部件1，当接收到多窗口图形显示处理部件1的视频切换控制信息时，将具有控制权的多窗口图形显示处理部件1的视频处理通道上的区域图形发送到连接多通道容错超宽屏显示部件3的视频显示通道上。
46.多通道容错超宽屏显示部件3将第1路至第k路共k个视频显示通道上的区域图形从左往右按照图4多通道超宽屏显示示意图上的排列进行组合，生成宽为w
×
k、高为h的超宽屏全景图形进行显示。
47.其中，第一状态信息包括保持和多窗口图形显示处理部件1通信状态的周期性心跳信息、多路显示视频监控与切换选择部件2的工作模式相关状态信息、多路显示视频监控与切换选择部件2的自身的故障信息、多路显示视频监控与切换选择部件2的输入功能故障信息、以及多路显示视频监控与切换选择部件2对视频处理通道的监控监测结果等信息。如果多窗口图形显示处理部件1不能按时收到多路显示视频监控与切换选择部件2和保持通信状态的周期性心跳信息，则认为多路显示视频监控与切换选择部件2故障，向外部系统上报故障处理。
48.第二状态信息主要包括保持和多窗口图形显示处理部件1通信状态的周期性心跳信息、多通道容错超宽屏显示部件3的工作模式相关状态信息、多通道容错超宽屏显示部件3自身的故障信息、以及多通道容错超宽屏显示部件3的输入功能故障信息。如果多窗口图形显示处理部件1不能按时收到多通道容错超宽屏显示部件3保持通信状态的周期性心跳信息，则认为多通道容错超宽屏显示部件3故障，向外部系统上报故障处理。
49.若第一状态信息和第二状态信息反映各多路显示视频监控与切换选择部件2和多通道容错超宽屏显示部件3的视频显示通道存在故障，则多窗口图形显示处理部件1将对应区域图形上的人机交互窗口调整到不受影响的区域图形上。
50.当某个多路显示视频监控与切换选择部件2上报给多窗口图形显示处理部件1的状态信息中提示有输入故障时，如果代表某个多窗口图形显示处理部件1的内部出现故障或者某个多窗口图形显示处理部件1的视频处理通道出现故障，进入冗余备份模式：
51.此时处于正常工作状态且视频处理通道正常的各多窗口图形显示处理部件1将进行故障处理，如果有多个具有故障处理条件的多窗口图形显示处理部件1时，序号小的多窗口图形显示处理部件1优先获得控制权。例如序号为1的多窗口图形显示处理部件1的优先级最高，默认拥有控制权，当序号为1的多窗口图形显示处理部件1的内部或者对外的视频
处理通道故障时，具有次一级优先级的序号为2的多窗口图形显示处理部件1拥有控制权，由序号为2的多窗口图形显示处理部件1输出的k个视频处理通道的区域图形送往多通道容错超宽屏显示部件3完成超宽屏全景图形显示。如果序号为2多窗口图形显示处理部件1也出现故障无法支持超宽屏全景图形在多通道容错超宽屏显示部件3上的显示，序号为3的多窗口图形显示处理部件1拥有控制权，保障超宽屏全景图形显示。依此类推，只要所有n个多窗口图形显示处理部件1中有一个能将所有k个视频处理通道经过多路显示视频监控与切换选择部件2送往多通道容错超宽屏显示部件3显示，就能保证超宽屏全景图形显示功能。
52.如果当前状态涉及故障的多窗口图形显示处理部件1的输出均未送往多通道容错超宽屏显示部件3显示，那么显示功能将处于正常状态未受故障影响，出现故障的多窗口图形显示处理部件1将往外部系统报告故障状态；如果当前状态涉及故障的多窗口图形显示处理部件1的输出存在送往多通道容错超宽屏显示部件3显示的情况(即拥有控制权)，那么显示功能可能受到故障影响，出现故障的多窗口图形显示处理部件1在让出控制权、检查确认显示功能恢复正常后，将往外部系统报告故障处理结果和故障状态。
53.当n个多窗口图形显示处理部件1都无法完成超宽屏全景图形处理经由多路显示视频监控与切换选择部件2送达多通道容错超宽屏显示部件3显示，系统将丧失超宽屏全景图形显示功能，需要进入故障重构模式：
54.多窗口图形显示处理部件1将外部输入的待显示数据直接用k个视频处理通道中还可以正常传输的部分视频处理通道进行传输。以采用单个视频处理通道完成所有需显示数据显示为例，多路显示视频监控与切换选择部件2优先给序号为1的多窗口图形显示处理部件1控制权，具有控制权的多窗口图形显示处理部件1将接收到的电子飞行仪表、发动机参数显示等包含飞机姿态、飞行参数、发动机参数等对飞行安全最关键信息通过视频处理通道进行传输，其他需显示信息将由飞行员按需操作。如果序号为1的多窗口图形显示处理部件1故障严重到无法完成该项重构处理，多窗口图形显示处理部件1将检测到这种异常并上报到各多窗口图形显示处理部件1，由序号为2多窗口图形显示处理部件1获得控制权，接替进行重构处理，依此类推，序号为n的多窗口图形显示处理部件1最后获得控制权。
55.为实现上述各模式，下面对各部件的实现方式进行举例说明。
56.如图2所示，多窗口图形显示处理部件1能在显示窗口层级提供完整性监控和冗余重构功能，包括一个数据接口部件11、一个显示控制及多窗口管理部件12、m个窗口图形显示处理部件13(序号为1至m)、m个窗口图形完整性监控部件14(序号为1至m)、一个图形合成部件15。其中m的数量具体的由超宽屏全景图形中人机界面窗口决定的，不同的项目不一样，人机界面窗口最多有几个，那m就是几个，窗口图形显示处理部件13对应绘制一个人机界面窗口，比如电子飞行仪表、导航等。m个窗口图形完整性监控部件14和窗口图形显示处理部件13是一一对应的，对窗口图形显示处理部件13的完整性进行监控。
57.数据接口部件11受显示控制及多窗口管理部件12控制，通过总线或者外设接口进行数据输入输出，包括超宽屏冗余图形显示处理系统的外部输入输出、多路显示视频监控与切换选择部件2和多通道容错超宽屏显示部件3的状态信息输入。
58.显示控制及多窗口管理部件12具有多项功能，分别是：
59.1)控制数据接口部件11接收各多路显示视频监控与切换选择部件2输出的第一状态信息、多通道容错超宽屏显示部件3输出的第二状态信息、外部系统输入的待显示数据以
及向外部系统发送故障信息等；
60.2)将待显示数据进行识别后输入各对应的窗口图形显示处理部件13，控制各窗口图形显示处理部件13将对应待显示数据绘制成人机界面窗口；
61.3)控制各窗口图形完整性监控部件14对人机界面窗口形进行完整性监控，获取监控状态和结果；
62.4)控制图形合成部件15根据各窗口图形显示处理部件13绘制成的人机界面窗口、各窗口图形完整性监控部件14的监控状态和结果，以及第一状态信息和第二状态信息中反映的多路显示视频监控与切换选择部件2、多通道容错超宽屏显示部件3的视频显示通道的故障信息进行多窗口布局，形成宽度为w
×
k、高度为h超宽屏全景图形，将超宽屏全景图划分成对应的区域图形，加入视频同步信号后输出到视频处理通道上，送往各多路显示视频监控与切换选择部件2。
63.如果窗口图形完整性监控部件14监控到相应的窗口图形显示处理部件异常的话，图形合成部件15在进行人机交互窗口布局时会额外对窗口图形显示处理部件绘制的人机交互窗口增加警示信息，比如红色的叉叉。
64.如果某个多路显示视频监控与切换选择部件2出现故障，那么经过该多路显示视频监控与切换选择部件2的区域图形将无法在多通道容错超宽屏显示部件3上显示，与这路视频区域存在交集的窗口内容将无法正常显示，图形合成部件15进入重构备份状态，根据接收到的多路显示视频监控与切换选择部件2的第一状态信息，将该区域图形上的人机交互窗口调整到其它不受影响的区域图形上，确保关键信息能正常显示。
65.如果多通道容错超宽屏显示部件3出现故障或者多通道容错超宽屏显示部件3上报输入故障，那么跟故障相关的视频显示通道将无法在多通道容错超宽屏显示部件3上正常显示，处理过程与某个多路显示视频监控与切换选择部件2出现故障一样，图形合成部件15进入重构备份状态，根据接收到多通道容错超宽屏显示部件3的第二状态信息，将该区域图形上的人机交互窗口调整到其它不受影响的区域图形上，确保关键信息能正常显示。
66.5)当窗口图形完整性监控部件14报告的监控结果异常，则控制各窗口图形显示处理部件13、图形合成部件15进行重构，将存在异常的这个窗口图形显示处理部件13的图形处理功能调整到其它窗口图形显示处理部件13处理，保证全景显示功能的正常运行，同时对存在异常的窗口图形显示处理部件进行隔离，避免重启影响其它部件，再对其重启，重启完成检测正常后再将原来的图形处理功能恢复回来。如果持续无法恢复，那么该多窗口图形显示处理部件1就存在故障了，按照冗余模式，序号更大的多窗口图形显示处理部件1将获得控制权接替该多窗口图形显示处理部件1，确保关键信息的正常显示。
67.6)当某个多路显示视频监控与切换选择部件2上报的第一状态信息中提示有输入故障时，则各具有故障处理条件的多窗口图形显示处理部件1中的显示控制及多窗口管理部件12选择优先权最高的多窗口图形显示处理部件1优先获得控制权。
68.7)当n个多窗口图形显示处理部件1都无法完成全景图形处理经由多路显示视频监控与切换选择部件2送达多通道容错超宽屏显示部件3显示，各多窗口图形显示处理部件1中的显示控制及多窗口管理部件12选择优先权最高的多窗口图形显示处理部件1优先获得控制权，显示控制及多窗口管理部件12将外部输入的待显示数据直接输入图形合成部件15后用k个视频处理通道中还可以正常传输的部分视频处理通道进行传输。
69.窗口图形完整性监控部件14的窗口图形完整性监控实现方法说明如下：
70.窗口图形显示处理部件13需要向窗口图形完整性监控部件14发送周期性心跳信号、自检测状态信息、人机交互窗口、窗口图形处理所用关键参数值。窗口图形完整性监控部件14对接收的来自窗口图形显示处理部件13的周期性心跳信号、自检测状态信息、人机交互窗口、窗口图形处理所用关键参数值进行检测，通过心跳信号可以监控到窗口图形显示处理部件13处理超时、卡死等故障，比如心跳信号通常周期20ms以内，当超过某个阈值比如3个周期60ms还未收到那就认为窗口图形显示处理部件13超时未响应，已经失控。对自检测状态信息收集可以在异常时更全面了解窗口图形显示处理部件13的状态。对收到的人机交互窗口进行监控，包括监控人机交互窗口的地址与上一次是否发生变化，按照显示控制与多窗口管理部件12的要求监控图形数据关键符号的特征监控，检测窗口图形显示处理部件13输出图形的完整性。关于特征监控的方式示例，比如图中某个方位应有一个蓝色背景上边长为30像素的黄色三角形，可以用三角形内部邻近三个顶点的各像素与三角形外部邻近三条边个一个像素，总计六个像素为特征点，三角形内部的三个特征像素是黄色，三角形外部的三个特征像素是绿色，通过特征像素预期颜色的匹配就可以完成监控检测，特征像素颜色与预期一致就正常，不一致就完整性异常。对窗口图形处理所用关键参数值的监控，只需要将来自窗口图形显示处理部件13和显示控制与多窗口管理部件12的窗口图形处理所用关键参数值进行比对就可以，一致就是正常，不一致就是完整性异常。如果窗口图形完整性监控部件14监控到窗口图形显示处理部件13异常，不仅要向显示控制与多窗口管理部件12上报该异常，同时还将异常信息报告给图形合成部件15，图形合成部件15在执行图形合成时，会在报告异常的窗口上添加红色的交叉线，标记该窗口中的数据不可信，避免不可靠的信息误导飞行员。显示控制与多窗口管理部件12收到窗口图形显示处理部件13异常信息后，将执行故障隔离恢复过程，将存在异常的窗口图形显示处理部件13进行重启恢复。
71.参见图3所示，多路显示视频监控与切换选择部件2包括一个显示视频监控部件21，一个监控接口部件22，一个显示视频切换选择部件23。
72.显示视频监控部件21对输入的每路区域图形的状态进行监控，将监控状态和监控结果发送到监控接口部件22，对于监控结果为正常的区域图形则直接送往显示视频切换选择部件23。
73.监控接口部件22从多窗口图形显示处理部件1接收视频切换控制信息，并将显示视频监控部件21的监控结果和显示视频切换选择部件23的视频切换选择的状态信息发送到各个多窗口图形显示处理部件1。
74.显示视频切换选择部件23按照监控接口部件22收到的频切换控制信息从输入的多路区域图形中选择相应的区域图形输出，将视频切换选择的结果发送到监控接口部件22，如果切换选择异常则将异常状态信息发送到监控接口部件22。
75.显示视频监控部件21的视频监控实现方法说明如下：
76.显示视频监控部件21的视频监控主要有三个层级，一个是视频信号链路的监控，每个输入视频处理通道的信号连接是否正常，对电气上的开路、断路等故障进行检测；二是视频信号同步信号监控，从输入的区域图形解码出行同步、场同步、消隐信号等视频同步信号，对其周期长度、脉宽长度进行检测，将检测结果与系统定义的相应通道视频标准信号标准进行比较，如果有存在不相符则判定输入的区域图形异常；三是对嵌入区域图形中的辅
助测试信息进行检测，比如图形合成部件15可以在第一行各颜色的低四位放入特定的特征数据，比如连续8个像素的rgb通道低四位从0一直递增到7，持续对每帧图形视频的这8个像素低四位进行检测，如果连续几个视频帧该区域的值与预期不相符，则输入视频异常。显示视频监控部件21监控到异常后，将异常信息发送给监控接口部件22，由监控接口部件22上报到部件1进行处理。
77.参见图4所示，多通道容错超宽屏显示部件3的k个视频显示通道互相独立，每个视频显示通道有单独的电源和电子部件，各个视频显示通道之间具有物理隔离，每个视频显示通道对应超宽屏上的显示区域互相独立，任何一个视频显示通道的故障均不会影响其它通道的显示。多通道容错超宽屏显示部件3接收k个多路显示视频监控与切换选择部件2输出的区域图形按次序送往超宽屏的多个独立的可容错通道，显示到超宽屏上实现全景显示。多通道容错超宽屏显示部件3运行时持续监控各视频显示通道，将各视频显示通道的状态信息发送到各个多窗口图形显示处理部件1，用以在存在异常时进行冗余或者重构处理，确保关键信息能正常显示。
78.本发明的硬件实现，以5760
×
1080超宽屏全景显示为例说明如下：
79.多通道容错超宽屏显示部件3选用三通道冗余液晶显示模组实现，分辨率5760
×
1080，三个通道分辨率均为1920
×
1080，三个通道供电、背光、控制电路均为独立的部件，分为左中右三个部分，中间与左右相邻的区域各有一条视觉上不可见的阻隔液晶的线，避免液晶面板发生物理故障时影响到相邻区域的液晶面板。这样任何一个通道的故障均不会影响其它通道的显示。三通道冗余液晶显示模组通过总线持续向部件1上报自检测情况，当某个显示通道故障时，部件1将进入重构模式，用剩余正常显示的通道提供完整的显示控制功能。
80.多窗口图形显示处理部件1选用3台，每台可以处理一路5760
×
1080的全景图形，分三个1920
×
1080视频通道送往3台多路视频监控及切换选择部件2。3台多路视频监控及切换选择部件2各输出一路1920
×
1080视频送往多通道容错超宽屏显示部件3，也就是三通道冗余液晶显示模组，分别对应左中右3个1920
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1080的显示区域。
81.多窗口图形显示处理部件1中的数据接口部件11选用机载总线接口计算机板及配套的软件实现，支持多路1553b、arinc429、afdx、fc、rs422等机载总线，与机载其它航电设备以及3台多路视频监控及切换选择部件2、1台多通道容错超宽屏显示部件3交联。多窗口图形显示处理部件1中的显示控制及多窗口管理部件12、窗口图形显示处理部件13、窗口图形完整性监控部件14、图形合成部件15等部件选用机载高性能图形处理板及显示控制处理软件、窗口图形显示处理软件、窗口图形完整性监控软件、图形合成软件实现。机载总线接口计算机板与机载高性能图形处理板通过机箱总线互联，比如pcie总线，机载高性能图形处理板上运行显示控制处理软件实现显示控制及多窗口管理部件12，机载高性能图形处理板上运行窗口图形显示处理软件实例实现窗口图形显示处理部件13，机载高性能图形处理板上运行窗口图形完整性监控软件示例实现窗口图形完整性监控部件14，机载高性能图形处理板上运行图形合成软件实现图形合成部件15。
82.多路显示视频监控与切换选择部件2选则3个具有多路视频输入监控及选择切换功能的asic芯片实现。显示视频监控部件21使用该专用asic芯片的视频输入接口监控检测功能实现，监控接口部件22使用专用asic芯片的微控制器上运行的监控和接口软件实现，
显示视频切换选择部件23由专用asic芯片的视频切换矩阵实现。专用asic芯片的微控制器上运行监控和接口软件向多窗口图形显示处理部件1上报监控检测结果，同时按照多窗口图形显示处理部件1的命令控制专用asic芯片的视频切换矩阵选择视频送往多通道容错超宽屏显示部件3。
83.本发明提出的一种超宽屏冗余图形显示处理设备，复杂图形显示处理能力、安全性、可靠性均非常突出不仅能支持视觉焦点区大面积的全景图形显示处理，还能支持在超宽屏显示通道层级、显示窗口层级的完整性监控、冗余备份和故障重构。应用本发明进行全景图形显示处理时，能有效保障了超宽屏显示系统的完整性指标、可用性指标，本发明适合机载超宽屏全景显示系统，应用本发明能降低全景座舱显示系统成本，加快推广普及，应用到航空电子领域，可显著提升人机交互效率和飞机效能，推广性强，具有显著的经济效益。也可用于其它安全性可靠性要求苛刻的超宽屏全景显示系统。