专利名称：用于使机动车中的图像显示同步的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使图像显示同步的一种方法和一种装置。
背景技术：
特别在现代化的机动车中存在着要求，即在图像显示器(例如液晶显示器)上应 该将由外部的视频来源所提供的图像信号与在该图像显示器中在本地所产生的图像信号 一起来显示。对此的典型的应用是导航显示，其应该与另外的行驶信息一起显示在组合仪表的 显示器中，或者当额外地对于出现磁头驱动机构(Head-Unit)失效的情况还期望有本地的 显示时，则应该显示在中间显示器中。另一种应用是“后座娱乐”，也就是说用于后座的显示 装置，其中，在本地所产生的菜单应该与由远离布置的DVD播放器所提供的DVD播放内容一 起显不。对于来自于各种不同的来源的图像信号的共同的显示来说，已知了各种不同的方 案。最简单的方案(Ansatz)不同步地工作。在此，连续地将视频源的当前的图像存储在缓 冲存储器中，并且同时读出图像以及与本地所产生的数据一起用于显示。这导致了，即在显 示器中一般会出现干扰，这是因为不能使用视频源的完整的(持久的)图像。会在穿过图 像移动的分隔行的两侧上显示出视频源的两个依次跟随的图像的部分。最昂贵的方案借助于大型的、预设在显示装置中的随机存取(RAM)存储器来工 作。在该存储器中，通常在三个缓冲存储器(“三重缓冲(Triple-Buffering)”)中分别存 储来自于视频源的当前的图像。分别显示了最后的完整的在随机存取存储器中检测到的图 像。这种方案的优点是无干扰性和故障可靠性_不需要同步。缺点是对存储器的高的需求。 因此例如对于WVGA图像(800X480X 16Bits/图像)来说需要大约2. 3MByte的存储空间。有时考虑了简单的解决方案，其中简单地以“辅机(Slave)模式”通过视频源来控 制在显示装置中的视频终端接收器(Videosenke)。在此，视频源和终端接收器的时钟脉冲 是“硬的(hart)”，也就是说通过共同的时钟脉冲而耦合。存储器需求是最小的-在此最高 需要一行的一个先进先出(FIFO)。在一般的运行情况下也不出现干扰。在此，主要缺点是 缺少故障可靠性，并且特别是启动(Aufstarten)的问题。一旦也就是视频源在故障或者说 中断之后又可以使用时，必须从空转“hart”转换到来源的时间控制(Timing)。这导致了在 显示器上的可看到的干扰。所有所述的方案特别在技术上不能良好地适用于在机动车中的使用或者对于这 种使用是不经济的。US 7，030，934 B2涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法。US 5，923，377 A涉及一种同步信号-校正电路，该校正电路产生经校正的同步信 号，该同步信号通过对同步信号的时间选择的校正，基于与图像信号分离的同步信号的时 间轴-变化部分来获得。经校正的同步信号被应用，以便促成改变图像信号的时间轴误差。US 2007/0038989 A1涉及一种显示服务器，其显示了在第一周期期间的第一显示
4画面(Anzeigeramen)和在第二周期期间的第二显示画面。
发明内容
本发明的目的在于，提出用于使来自于用于图像显示的、特别是用于机动车的多 个来源的图像信号同步的一种方法和一种装置，其中同步以简单的然而是可靠的方式来实 现。该目的通过根据独立权利要求所述的方法或装置来实现。有利的改进方案在各个 从属权利要求中加以定义。根据本发明相应地提出了一种用于使图像显示同步的方法，其中，由第一装置提 供的第一图像信号和由第二装置提供的第二图像信号共同用于显示，其中，第二图像信号 通过第二图像信号的消隐期间相对于第一图像信号的消隐期间的时间上的位置的改变而 与第一图像信号一起实现同步。本发明与大量的优点相联系。通过本发明获得了两个图像信号的“松散的(lose)，， 同步，而且是在第二图像信号的消隐期间的时间段期间。由此可以利用根据本发明的方法 来达到最昂贵的开头所述解决方案的质量，然而是以接近于最简单的开头所述解决方案的 存储器需求。因此本发明特别良好地适合于在机动车中使用。两个图像信号除了可看到的部分之外也具有不可看到的部分。不可看到的部分是 指那个在显示屏上不被显示的部分，这是因为该部分例如在显示器的水平的或垂直的行回 扫期间被传输。这个时间段也被称为消隐期间或黑肩(Schwarzschultern)。该部分也可 以是完整的行或者行的部分(开端和/或终端)。概念(电的)“行”或“按行地”涉及这 种图像信号部分，其对应于在二维图像中的一维中的按顺序显示的(或者说扫描的)线条。 通常，一行表示从观察者的角度的(几何的)图像中的一水平线条。这当然也可以是一垂 直线条，例如是当显示器旋转了 90度时。在这种情况下，图像的“行”和“列”的含义可能 互换。本发明的有利的改进方案可以包括下列特征第一图像信号和/或第二图像信号可以按行地提供以及按行地共同用于显示。第一装置和第二装置可以彼此独立地以时间控制。第二图像信号可以在第二图像信号的消隐期间的期间与第一图像信号一起实现 同步。消隐期间可以是垂直的和/或水平的消隐期间。有利地可以通过看不见的行的数量的变化而在第二图像信号中实现同步。在这种情况下也就附加地将行插入到第二图像信号中或者对行加以抑制，然而这 些行不确定用于显示在显示屏上，这是因为它们属于图像信号的那个在图像显示的行回扫 期间传输的区域。也就是说插入了或抑制了许多行，从而使两个图像信号的消隐期间实现 同步。两个图像信号的分别下一个要显示的图像行也就同时开始。“同时”在此表示，即-由 于因果关系-第一图像信号一直还略微地在第二图像信号之前。有利地，也可以通过行的长度的变化而在第二图像信号中实现同步。在此充分利 用了每行之一的看不到的区域，也就是说黑肩。这能够实现还更加精密的调节，这是因为可 以“更经常地”再调节。
两种类型的同步可以组合在一起。这随后促成了特别精确的同步。同步过程不必在每个消隐期间进行，而是其例如可以这样长地伴随着同步过程来 等待，直至两个信号以预先确定的尺度移动分离为止。也可以等待预先确定的数量的消隐期间以用于下一个同步过程。在一个本发明的实施方式中，第一图像信号的图像刷新率基本上等于第二图像信 号的图像刷新率。但也可能的是，即第一图像信号的图像刷新率为第二图像信号的图像刷新率的整 数倍。第一装置和第二装置可以通过低压差分信号(LVDS)连接器(低压连接器)彼此 连接。在本发明的一个实施方式中，测量第一图像信号和第二图像信号的消隐期间的时 间间隔。在本发明的另一个实施方式中，在接通第一图像信号之后，第二图像信号实现同 步，并且只有在实现同步之后第一图像信号才用于显示。由此，不仅实现了充分的安全性也 实现了足够快速的起振。在本发明的另一个实施方式中，在第一图像信号故障的情况下，转接到第二时间 控制。在该实施方式中，当第一图像信号不再被提供供使用时，至少还可以无干扰地显示第
二图像信号。在本发明的另一个变体中，在实现了同步之后，第一装置的时间控制 (Zeitsteuerung)被采用(ilbernommen)。在该变体中，也就仅仅在同步过程期间应用了“松 散的”同步的方法，而在实现同步之后转接到硬的同步。根据本发明的方法有利地在第二装置中实施。有利的还在于，即有关于第二图像信号的时间信息被从第二装置向第一装置传 输。在本发明的另一个实施方式中，第一图像信号缓存在第二装置中，并且在调出用 于显示时，第二图像信号实现同步。在该变体中，始终可以实现一种无干扰的显示，然而其 中与开头所述的三重缓冲相比仅仅需要三分之一的存储器。在此，无质量损失地在WVGA显 示器的情况下节省了 1. 5MByte的存储器空间。在该变体中，两个图像信号的图像高度和图 像宽度可以是任意不同的，这是因为其通过存储器来平衡。第一装置可以是DVD播放装置或者磁头驱动机构，以及第二装置可以是中间显示 器或者后座显示器。有利地，可以对第一图像信号的干扰进行监控，特别是通过对第一图像信号的水 平同步信号的分析评估或是对数据电路的锁相环信号的分析评估。该方法特别有利地在用于机动车的数据处理系统中实施。本发明还包括一种用于使图像显示同步的装置，该装置设计用于，使由第一装置 提供的第一图像信号和由第二装置提供的第二图像信号按行地共同用于显示，其中，该装 置具有存储器，存储器设计用于缓存至少一行的第一图像信号；和其中，第一图像信号的缓 存的行的数量发生变化，以便使第二图像信号通过第二图像信号的消隐期间相对于第一图 像信号的消隐期间的时间上的位置的改变而与第一图像信号一起实现同步。
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第一图像信号和第二图像信号可以按行地提供并且按行地共同用于显示。第一装 置和第二装置可以具有彼此独立的时间控制。在本发明的一个实施方式中，存储器装置是移位寄存器。其能够利用低的硬件投 入实现两个图像信号的无干扰的同步。该装置可以具有用于检测在第一图像信号的和第二图像信号的各个消隐期间之 间的时间差的装置。在本发明的一个实施方式中，存储器装置具有第二图像信号的图像的容量。利用 这种设计方案可以实现同步，其等同于最昂贵的所述方法的质量，然而以目前通常使用的 存储器的三分之一就足以满足需求。此外，利用该装置也可以处理不同行数和行长度的图像。
下面参照附图详细说明本发明。图中示出图1示出了根据本发明的配置的框图，和图2示出了用于根据本发明的方法的时间图。
具体实施例方式图1示出了一种配置，其中应用了本发明。第一装置10(例如是具有DVD播放装 置的磁头驱动机构或一般来说是视频来源)提供了第一图像信号S1。该第一图像信号通过 LVDS连接器L1传输至第二装置20 (例如是组合仪表或一般来说是视频终端接收器)。第 二装置20将第一图像信号S1与在第二装置20中在本地产生的第二图像信号S2 —起显示 在显示装置30 (例如液晶(TFT)显示屏)上。两个图像信号彼此叠加或者相互混合以用于 显示。第一装置10具有第一时钟脉冲T1作为时间控制，第二装置20具有第二时钟脉冲T2 作为时间控制。两个时钟脉冲Tl，T2彼此独立地产生。根据本发明提供了两个图像信号SI, S2的同步，这种同步类似于这种方法，利用 该方法使日历年与太阳年联系在一起，也就是说一种“转换年方法”。为此充分利用了(视 频)显示的性能，亦即，除了可看到的行和列之外还存在水平的和垂直的行回扫(所谓的黑 肩)。在垂直的回扫中，例如在20和40之间存在看不到的行。显示的规格在此允许一定的差距。在该实施例中，首先在第二装置20中这样来调节时间控制T2，即该时间控制尽可 能地接近于来源的那个装置(derjenigen)。由于两个时钟脉冲Tl，T2的彼此独立性，这通 常并不精确地实现。此外，两个时钟脉冲T1，T2随时间一直重新彼此分离。然后，第二图像 信号S2在具有行的逐个图像中通过改变看不到的行的数量而勉强保持在视频来源10的第 一图像信号S1之后。第二图像信号S2也就通过插入或取出看不到的区域中的行而扩大或 缩小，从而使图像信号S1和S2实现同步。这也就在视频终端接收器20中对第二图像信号S2中的消隐期间相对于第一图像 信号S1的消隐期间的时间上的位置进行了再调节。这种调节可以完整地在软件中实现 ’仅 仅需要对两个图像信号的各个消隐期间的间隔进行测量(例如每个图像一次)。关于存储空间需求，因此在这里必要的是存储器25，其设计为先进先出。这种先进先出仅仅需要一些更少的行的容量，而且对应于那些应该被插入的“转换行”的数量，其至 少为两行。本发明提出了要显示的图像信号的一种“松散的”稱合，-与刚性的耦合相反，其中 时间控制的两个时钟脉冲Tl，T2彼此实现同步。在本发明的另一个实施例中，设计有从视频终端接收器20到视频来源10的反 馈，以便加速同步。这例如可以通过控制器局域网现场总线(CAN-Bus)L2(参看图1)来实 现。这种反馈不必是精确的，而应用仅仅用于，即视频来源10和视频终端接收器20在同 步之前的阶段彼此尽可能地接近。所有的车辆总线都适合作为合适的返回信道(例如在 LVDS上现有的LIN也作为返回信道)，这是因为1ms的同步就已经有利于显著地缩短起振 (Einschwingen)。当图像刷新率为60Hz (—个图像的持续时间约为16ms)并且两个图像信 号之间的最大时间差为8ms时，也就借助于反馈获得了缩短了因数8的同步时间。图2示出了两个装置的两个垂直的同步信号的差的时间图。在运行中，两个图像 信号Sl，S2的消隐期间的间隔由于时钟脉冲信号T1和T2的决不会完全相等的频率而缓慢 地彼此偏移，并且通过在第二装置20中插入“转换行”而规律性地再次“捕获”。这种转换 行在时间段Rl，R2，R3中在图2中被插入，也就是说分别在垂直的图像回扫期间。这种类型的耦合与另一个优点联系起来。一旦在第一图像信号S1中出现干扰，则 视频终端接收器20可以基于其独立的时间控制T2自由地运转。这种干扰可以通过对输入 信号的监控而由视频来源10(例如水平同步信号(Hsync)和LVDS锁相环信号)非常快速 地识别。在视频来源10的第一图像信号S1的重新可用性的情况下，使视频终端接收器20 重新根据上述的方法来实现同步(在图2中的时间段R0)，并且随后才重新激活并且显示视 频来源10的第一图像信号。由于每个视频图像例如可以匹配于直到5行(但也可能更多)，相应地为5 X 60Hz =300行/秒，例如在480行的图像高度并带有最大为240行的偏移时，在这种情况下实现 了少于一秒的同步时间。因此也就是不仅实现了充分的安全性也实现了足够快速的起振。 根据本发明的方法达到了最昂贵的开头所述的解决方案的质量，然而是以接近于最简单的 开头所述解决方案的存储器需求。替代了行数的变化或者也是对此附加地，两个图像信号Sl，S2的同步可以通过图 像信号S2的行的长度的改变来实现。在此充分利用了这种情况，即在行开端或行终端上的 每行都具有一个区域，该区域并不显示在显示屏上，即所谓的黑肩。在本发明的另一个变体中，利用传统的图形控制器在第二装置20中进行同步。在 该变体中始终可以实现无干扰的显示，然而其中与开头所述的三重缓冲相比仅仅需要三分 之一的存储器。在此，无质量损失地在WVGA显示器的情况下节省了 1.5MByte的存储空间。 在这种变体中，视频来源10和视频终端接收器20的图像高度和图像宽度可以是任意不同 的，这是因为其通过存储器来平衡；仅仅是图像刷新率必须是相同的。替代了连续的再调节，在“起振了的”状态下也可以实现在再调节的运行和“辅助 运行”之间的转换。在这种变体中，分别仅仅在起振阶段使用上述的根据本发明的方法。在 起振之后，则替代子时钟脉冲T2，视频来源10的时钟脉冲T1在显示单元中被接收，并且仅 仅在视频来源10失效的情况下，分别转接到本地的、空转的时钟脉冲T2。适合用于实施根据本发明的方法的根据本发明的装置具有先进先出，该先进先出具有少量的(然而至少为大约2至3个)图像行的容量，其搭接了(Uberbrilckt)再调节的 调节振动的振幅。此外该装置具有实施根据本发明的方法的控制软件和/或硬件。
有利地，也可以利用该先进先出来使得视频来源10的第一图像信号Sl和视频终 端接收器20的第二图像信号S2的各种不同的行宽度实现平衡。
权利要求
一种用于使图像显示同步的方法，其中，由第一装置(10)提供的第一图像信号(S1)和由第二装置(20)提供的第二图像信号(S2)共同用于显示，其特征在于，所述第二图像信号(S2)通过所述第二图像信号(S2)的消隐期间(R1，R2，R3)相对于所述第一图像信号(S1)的消隐期间的时间上的位置的改变而与所述第一图像信号(S1)实现同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像信号(S1)和/或所述第二 图像信号(S2)按行地提供并且按行地共同用于显示。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一装置(10)和所述第 二装置(20)彼此独立地以时间控制。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二图像信号(S2)在所 述第二图像信号(S2)的消隐期间(R1，R2，R3)期间与所述第一图像信号(S1)实现同步。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述消隐期间(R1，R2，R3)是 垂直消隐期间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过看不见的行的数量的变 化在所述第二图像信号(S2)中实现同步。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述消隐期间(R1，R2，R3)是 水平消隐期间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过行的长度的变化在所述 第二图像信号(S2)中实现同步。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一图像信号(S1)的图 像刷新率基本上等于所述第二图像信号(S2)的图像刷新率。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一装置(10)和所述 第二装置(20)通过LVDS连接器(L1)彼此连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量所述第一图像信号 (S1)和所述第二图像信号(S2)的所述消隐期间的时间间隔。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在接通所述第一图像信号 (S1)之后，所述第二图像信号(S2)实现同步，并且只有在实现同步之后所述第一图像信号 (S1)才用于显示。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一图像信号(S1) 失效的情况下，转接到第二时间控制(T2)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在实现了同步之后，所述第 一装置(10)的时间控制(T1)被采用。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在所述第二装置 (20)中实施。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，关于所述第二图像信号的信 息被从所述第二装置(20)向所述第一装置(10)传输。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一图像信号(S1)缓 存在所述第二装置(20)中，并且在调出用于显示时，所述第二图像信号(S2)实现同步。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一装置(10)是DVD播 放装置或者磁头驱动机构，以及所述第二装置(20)是中间显示器或者后座显示器。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述第一图像信号(S1) 的干扰进行监控，特别是通过对所述第一图像信号(S1)的水平同步信号的分析评估或是 对数据电路的锁相环信号的分析评估对所述第一图像信号(S1)的干扰进行监控。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在用于机动车的数 据处理系统中实施。
21.一种用于使图像显示同步的装置，所述装置进一步设计用于，使由第一装置(10) 提供的第一图像信号(S1)和由第二装置(20)提供的第二图像信号(S2)按行地共同用于 显示，其中，所述装置具有存储器(25)，所述存储器设计用于缓存至少一行的所述第二图像 信号(S2)，其特征在于，所述第二图像信号(S2)的缓存的行的数量发生变化，以便使所述 第二图像信号(S2)通过所述第二图像信号(S2)的消隐期间(R1，R2，R3)相对于所述第一 图像信号(S1)的消隐期间的时间上的位置的改变而与所述第一图像信号(S1)实现同步。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述第一图像信号(S1)和/或所述第 二图像信号(S2)被按行地提供。
23.根据权利要求21或22中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一装置(10)和所 述第二装置(20)具有彼此独立的时间控制(T1，T2)。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二图像信号(S2) 的缓存的行的数量发生变化，以便使所述第二图像信号(S2)在所述第二图像信号(S2)的 消隐期间(R1，R2，R3)期间与所述第一图像信号(S1)实现同步。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的装置，其特征在于，所述存储器装置(25)是 移位寄存器。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的装置，还具有用于检测在所述第一图像信 号(S1)的和所述第二图像信号(S2)的各个所述消隐期间(R1，R2，R3)之间的时间差的装置。
27.根据权利要求21至26中任一项所述的装置，其特征在于，所述存储器装置(25)具 有所述第二图像信号(S2)的图像的容量。
全文摘要
本发明涉及用于使图像显示同步的一种方法和一种装置，其中，由第一装置提供的第一图像信号和由第二装置提供的第二图像信号共同用于显示，其中第一装置和第二装置彼此独立地以时间控制，其特征在于，第二图像信号通过第二图像信号的消隐期间的改变而与第一图像信号一起实现同步。
文档编号H04N5/073GK101874399SQ200880108629
公开日2010年10月27日 申请日期2008年9月19日 优先权日2007年9月25日
发明者乌尔里希·卡巴特克 申请人:大陆汽车有限责任公司