[發(fā)明專利]一種基于像素點(diǎn)數(shù)量的高頻時(shí)序數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)稀疏顯示方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910905207.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110597697B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽(yáng)杰;丁鵬;桂睿凡;劉濤;賈評(píng)家;萬(wàn)義;向磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢恒力華振科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/32
• 分類號(hào): G06F11/32;G06F9/451
• 代理公司: 武漢天領(lǐng)眾智專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42300
• 代理人: 高蘭

本發(fā)明涉及工業(yè)數(shù)據(jù)采集可視化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于像素點(diǎn)數(shù)量的高頻時(shí)序數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)稀疏顯示方法，包括在計(jì)算機(jī)圖形界面顯示時(shí)序數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形圖時(shí)，采用的是描點(diǎn)顯示方法，將實(shí)際坐標(biāo)系中的點(diǎn)轉(zhuǎn)為像素坐標(biāo)系點(diǎn)進(jìn)行描點(diǎn)，時(shí)間序列為橫坐標(biāo)，幅值為縱坐標(biāo)，時(shí)間序列轉(zhuǎn)橫坐標(biāo)像素，幅值轉(zhuǎn)縱坐標(biāo)像素，然后點(diǎn)與點(diǎn)之間通過(guò)折線進(jìn)行連接。由于在高頻數(shù)據(jù)采集情況下，數(shù)據(jù)點(diǎn)密度很大，如果完全不失真實(shí)時(shí)顯示信號(hào)波形曲線會(huì)消耗大量的計(jì)算機(jī)性能及網(wǎng)絡(luò)性能，本方法提出一種基于像素點(diǎn)數(shù)量的數(shù)據(jù)稀疏方法，可在不提高計(jì)算機(jī)硬件性能的情況下、不失真的實(shí)時(shí)顯示出信號(hào)的波形曲線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)數(shù)據(jù)采集可視化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于像素點(diǎn)數(shù)量的高頻時(shí)序數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)稀疏顯示方法。

背景技術(shù)

在對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控過(guò)程中，通常需要采集設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如振動(dòng)、電流、噪聲等數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)分析的需求，通常需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行較高頻率額采樣，一般情況下采樣頻率需要求到10KHz或以上。為了能夠?qū)崟r(shí)直觀的看到設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化，需要將這些數(shù)據(jù)使用曲線等方式進(jìn)行圖形化顯示，如果全部將采集到的數(shù)據(jù)渲染顯示到圖形界面上，由于采樣頻率很高，數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)非常多，而且需要實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)點(diǎn)，將會(huì)造成界面卡頓，延遲等現(xiàn)象，通常此問(wèn)題可通過(guò)提高計(jì)算機(jī)的硬件性能得到解決，或者采用二次采樣方法(即對(duì)原始采集數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)二次采樣用于圖形化顯示)，但提高計(jì)算機(jī)硬件性能會(huì)增加成本，進(jìn)行二次采樣會(huì)造成顯示波形曲線一定程度失真。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種基于像素點(diǎn)數(shù)量的高頻時(shí)序數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)稀疏顯示方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種基于像素點(diǎn)數(shù)量的高頻時(shí)序數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)稀疏顯示方法，包括如下步驟：

S1、計(jì)算機(jī)圖形界面顯示時(shí)序數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形圖時(shí)，采用的是描點(diǎn)顯示方法，將實(shí)際坐標(biāo)系中的點(diǎn)轉(zhuǎn)為像素坐標(biāo)系點(diǎn)進(jìn)行描點(diǎn)，時(shí)間序列為橫坐標(biāo)，幅值為縱坐標(biāo)，時(shí)間序列轉(zhuǎn)橫坐標(biāo)像素，幅值轉(zhuǎn)縱坐標(biāo)像素，然后點(diǎn)與點(diǎn)之間通過(guò)折線進(jìn)行連接，例如，有T秒的時(shí)序數(shù)據(jù)點(diǎn)，數(shù)據(jù)的采集頻率為fHz，需要顯示在x×y像素的屏幕上，按照描點(diǎn)顯示法，x×y的屏幕橫軸上只有x個(gè)像素點(diǎn)，但是時(shí)序點(diǎn)由T×f個(gè)點(diǎn)組成，像素坐標(biāo)x＝i的垂直軸上至少會(huì)重復(fù)描點(diǎn)T×f/x＝N次(N2的情況)，這N次重復(fù)描點(diǎn)的幅值不同，但是這些點(diǎn)的在像素坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)都為i；

S2、在完成S1步驟后，當(dāng)曲線在界面顯示時(shí)，由于所有的點(diǎn)都使用同一種顏色的曲線，因此人眼觀察到的現(xiàn)象是，在x＝i的垂直軸上，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)幅值的連線將覆蓋其他點(diǎn)之間的相互的連線，也就是說(shuō)，只要連接最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，那么和把x＝i上的所有點(diǎn)進(jìn)行連線的效果在顯示上是相同的；

S3、確定界面實(shí)時(shí)顯示的更新頻率以及確定界面實(shí)時(shí)顯示的更新的像素區(qū)域?qū)挾鹊拇笮。纾@示界面的數(shù)據(jù)更新周期為t秒以及數(shù)據(jù)更新的區(qū)域像素寬度為L(zhǎng)像素時(shí)；

S4、計(jì)算每個(gè)像素坐標(biāo)橫坐標(biāo)會(huì)重復(fù)描點(diǎn)的次數(shù)，例如，按照S1～S3中實(shí)例重復(fù)次數(shù)N＝t×f/L；

S5、按采集到先后順序?qū)秒內(nèi)的總點(diǎn)數(shù)分成L組，第一組的像素坐標(biāo)為1，第二組的像素坐標(biāo)為2，依次類推，如果不能整除，則將多余點(diǎn)分配在這L組中，則每組的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量為N或N+1，在每組中分別算出最大值以及最小值，并將其他數(shù)據(jù)點(diǎn)舍棄，這樣t×f個(gè)點(diǎn)就濃縮為2L個(gè)點(diǎn)，依然是L組，數(shù)據(jù)傳輸量及描點(diǎn)的數(shù)量就縮小了N/2倍，而且顯示效果也不會(huì)失真。

優(yōu)選的，所述在實(shí)際操作中，會(huì)保留一點(diǎn)冗余，比如按1.2×L組(其中1.2可以是其他大于1的數(shù))，這樣可以減少相鄰像素點(diǎn)連線時(shí)的失真度，因?yàn)橄噜徬袼攸c(diǎn)連線時(shí)不一定是最大值和最小值之間的連線，而經(jīng)過(guò)稀疏處理后，全部變?yōu)樽畲笾底钚≈抵g的連線了，具體分組數(shù)量可根據(jù)效果及傳輸容量進(jìn)行平衡。

優(yōu)選的，所述在S1步驟中x＝i，且i＝T×f。