CN102012458B - 频域位图的占有测量和触发 - Google Patents

Abstract

本发明涉及频域位图的占有测量和触发。公开了一种用于基于发生在频域信号中的信号事件进行触发的方法。该方法包括重复地对时变信号进行采样并基于所述时变信号的样本生成多个数字频域频谱。通过应用所述数字频域频谱来重复地为所述时变信号更新频域位图。该方法进一步包括选择该频域位图的一部分，确定在所选择部分中的信号占有，以及基于且响应于针对该位图的该所选择部分的占有确定，触发对该时变信号的捕获。

Description

频域位图的占有测量和触发

交叉参考的相关申请

本申请要求于2009年3月13日提交的题目是“FrequencyDomainBitmapTriggeringwithAutomaticGenerationofTriggerCriteria(具有触发标准的自动生成的频域位图触发)”，申请号为61/160,216的美国临时专利申请的优先权，并出于所有目的通过引用整体地结合于本文中。

技术领域

本发明涉及频域位图的占有测量和触发。

背景技术

经常使用触发方法来控制测试和测量操作。例如，在发现和捕获信号事件供随后的研究的上述情况下，可基于当特定信号特性被观察或以其它方式被检测到时激活的触发来进行信号捕获。使用这种触发通过仅捕获可能是潜在感兴趣的信号而节约计算资源。

虽然在许多情况下现存的触发是能够胜任的，但是，存在无法用现存的触发有效地检测的多种常见信号情况。此外，现存的许多触发的方法不够精确，且限制了用户特定地指定感兴趣的信号事件的能力。

发明内容

提供了一种用于基于发生在频域信号中的信号事件进行触发的方法，该频域信号诸如经由测试和测量设备处理的信号或者被软件和其他指令处理和分析的信号。该方法包括重复地对时变信号进行采样并基于所述时变信号的样本生成多个数字频域频谱(digitalfrequencydomainspectrum)。通过应用所述数字频域频谱来重复地为所述时变信号更新频域位图。该方法进一步包括选择该频域位图的一部分，确定在所选择部分中的信号占有(signaloccupancy)，以及基于且响应于针对该位图的该所选择部分的占有确定，触发对该时变信号的捕获。

提供本发明内容以便以简化的形式介绍概念的选择，下面在详细描述中将进一步对其进行描述。本发明内容并不意图标识所要求保护主题的关键特征或基本特征，也不意图用来限制所要求保护主题的范围。而且，所要求保护主题并不限于解决在本公开的任何部分中所提到的任何或全部缺点的实现。

附图说明

图1示意性描述了根据本说明书的测试和测量设备和系统。

图2和3示意性描述了示例性频谱位图。

图4显示了保持频谱位图并响应于位图数据执行触发的示例性方法。

图5显示了示例性频谱位图，包括可经历不同的信号占有的两个不同区域。

图6显示了根据信号占有进行触发的示例性方法。

图7-8说明为了指定要被观察的信号特性在其中的区域而选择频域位图的部分的例子。

图9-11显示具有与参考(reference)信号事件不同地相关的位图样本的示例性频谱位图。

图12是可以用于与本发明的系统和方法一起使用的各种位图的示意性描述。

图13显示用于创建频谱位图触发的方法和用户接口系统。

具体实施方式

现在参考图1，该图描述了根据本说明书的信号测量和测试系统20。系统20包括用于接收时变信号24以及用于对输入信号可选地执行各种处理操作的前端22。可选的处理可包括滤波、混频、下变频等(down-conversion)。如所指出的，附加部件26可被用于将输入信号转换为数字形式，并执行抽取(decimation)操作，和/或进行相位和振幅(amplitude)的校正。描述的配置是示例性的，并且那些本领域技术人员应当理解多种它布置也可被使用。

在信号路径的节点28处，(一个或多个)信号作为时变信号24的经数字化处理的版本而存在。其又应用于实时引擎处理块30。块30尤其被配置为基于时变信号24重复生成数字频域频谱31。可以使用任何数目的数字频率变换技术(包括chirp-z，FFT以及可变长度FFT)执行频谱生成。

系统20也包括存储器子系统32，其在工作时耦合(比如通过总线)于前端块以及实时块30。进一步，系统20也典型地包括显示子系统34以及处理子系统36。如以下进一步讨论的，存储器子系统32可以提供包含由频谱31构成的频域位图的数据存储器。系统20也可以包括物理地或逻辑地分离的存储单元38，其可被用于存储将要经受详细离线分析的信号。存储子系统32和存储单元38可以形成存储子系统的各部分，其可以包括除了所描述实例中的那些以外的一个或多个部件。

通常，存储器子系统32配置为提供存储空间以便支持系统20的实时功能。例如，当频域变换和其它实时操作在块30处执行时，一部分时变信号24典型地保留在存储器中。保留的一个原因是使一部分时变信号能够被捕获并更广泛地进行离线分析，例如使用处理操作，该处理操作比在实时处理期间所执行的更密集且更耗资源。以这种方式留出一部分时变信号可被称作“分析捕获”。这种留出典型地响应于触发事件的检测而进行，如将在下文中更详细解释的。

通过结合实时处理与选择性触发的离线处理，可以使得测量和测试操作更有效，并且不足的计算资源只有当需要时才使用。就某种意义来说，实时块30用作筛选(screening)工具，用于对何时应该执行更加全面的分析以及应该对哪些特定数据执行来作出判定。进一步，通过消除与捕获感兴趣的数据相关联的反复试验，和/或通过消除捕获和筛选大量原始或经处理的数据来寻找感兴趣的信号的需要，触发可以为用户提供基本的效率。

现在转到图2，频域信息的存储将被讨论。尤其，在本文中的许多示例中，频域数据被存储在位图结构40中，其中量化的振幅或功率电平信息表达为频率的函数。典型地，来自多个数字频域频谱31的信息将被累加(accumulate)进位图数据结构中。实际上，在许多示例实施例中，通过重复地接连地应用数字频域频谱(随着它们由块30生成)对位图结构40进行更新和增量(increment)。

所述位图典型地使用高变换速率(transformrate)生成，该高变换速率是促进不常见事件的检测的许多设置中所期望的。尽管对于事件检测而言是期望的，高速率经常对于显示位图数据的显示设备或与子系统34一起使用的设备来说过快，并且通常将超出人眼所能感知的。因此，输入变换被全速写进数据库，然后以可视速率(viewablerate)传送到屏幕。例如，显示可通过一秒采样数据库10，20，30或60次而被驱动。这些仅是示例，——其它帧速率也可被使用。

如此处的位图图所示范的，位图结构可以认为是通过将频谱图形分成表示迹线振幅(traceamplitude)或功率值的行和频率轴上的点和范围的列来创建的栅格(grid)。栅格中的每个单元包含其被输入频谱命中(hit)多少次的计数。通过跟踪和向这些计数应用视觉编码(例如将计数值映射到亮度(intensity)或色调)，系统允许用户视觉上区分不常见的瞬态(raretransient)和正常信号和背景噪声。读者应当理解此处的位图图提供简化的说明性例子，存储在存储器子系统32中的(一个或多个)数据库的实际实施例将很可能包含数百列和行。

图2和图3的比较显示了单个数字域频率变换和许多这种变换到位图数据库中的累加之间的关系。关于图2还没有发生累加，其显示了单个频率变换的位图表示，并指示了在感兴趣范围内的每个频率的变换的振幅/功率电平。更具体而言，图2显示了在单个频谱被映射(map)到其中后位图单元可能包含什么。空白单元包含零值，意味着还没有来自频谱的点落入其中。

然而，随着时间的流逝，当采取该时变信号的不同的样本时，各个频谱都将变化，并产生不同的频率和振幅值。图3的位图表示42示出已经在该位图中通过应用和存储9个不同的数字频域变换而更新(增量)的位图。更具体地，图3的位图包括来自图2中所示频谱的数据，而且添加了8个附加频谱。应用于该位图的频谱本质是这样的，对于每个频谱来说，某些振幅/功率值表示沿频率轴的每个值，即使它是本底噪声或者其他基线值，或者甚至是留出来表示“无效点”的值。实际上，在图3的例子中，频谱之一是在输入的时变信号不存在时生成的，如在本底噪声下由“1”值的串所反映的。

在某些情况下，为了提供数据的增强视觉表示，希望将发生的值(occurrencevalue)映射为色标。例如，下面的颜色映射可用于上面描述的9个频谱的例子：

发生的数目	色彩
		0	黑
1	蓝
		2	浅蓝
3	青
		4	蓝绿
5	绿
		6	黄
7	橙
		8	红橙
9	红

在这个例子中，诸如红、橙等的暖色用于表示较高的发生数目。这仅是例子——可使用多种其他的许多亮度等级(intensity-grading)方案。

位图命中计数通常随时间累加。由于频谱抵达的速率比显示系统通常能够处理的快，所以在位图上执行下一个操作之前，频谱(例如，数千个频谱)的“帧”累加在该位图中。例如，在一个实施例中，每秒有48,000个频谱应用于该位图数据库。利用每秒大约33次的帧速率，结果是，在每个显示帧期间有大约1400个频谱被应用于该位图数据库。在另一个实施例中，每秒生成292,000个变换，并使用20Hz的帧速率，使得每个显示帧有大约15,000个频谱被应用于该位图。

在任何情况下，在已经完成帧并且其计数数据也一道被发送到下一过程，其计数值则可被丢弃或者保留。从一个帧到下一个帧保持该计数值可被称为持续(persistence)。当采用持续时，保持位图数据库中的现存计数，并且，新到频谱的功率/频率值被相加以对该计数进行增量，而不是简单地重新开始计数并用来自最近帧的值替换它们。

可与被位图化(bitmapped)的频谱数据的存储和显示结合使用不同类型或程度的持续。例如，“无限持续”是指保持从每个帧到下一个帧的全部累加计数，并将每个随后的帧加到现存计数上。另一方面，“可变持续”是指保持少于全部计数，其可以各种方式实现，诸如，通过将计数减小每个接连显示帧的固定分数(fixedfraction)。

说明持续及其潜在效用的一个情况是，在观察时段期间仅出现一次反常信号。假设，虽然仅存在一次，但是这个信号却存在于帧的所有1465个频谱更新。再假设使用可变持续方案，其中位图计数每帧减量了25％。在这个例子中，位图中受影响的单元将以值1465为开始，并将在对位图数据库进行采样以显示该初始帧的时候尽全力(full-force)显示该受影响的单元。一帧之后，受影响单元中的发生值将减量了25％，到1099。另一帧之后，它们将减量到824，然后越来越小，直到它们变得非常黯淡以至于看不到。在屏幕上，明亮的迹线将初步以该信号频率下的尖峰进行显示。当接连的帧被传送到显示器上时，该信号发生的所显示频谱的部分将消失(例如，通过衰减和/或改变为表示低密度的颜色)。同时，噪声电平下的像素将在衰减信号之下开始变亮。最后，仅基线迹线将存在于本底噪声处。

上面描述的频谱测量系统和方法能够在各种设置中提供许多优点。以高速率将来自时变信号的样本转换成频谱迹线，从而在波形更新之间仅有很少或者没有停滞时间(deadtime)。此外，将该频谱迹线馈送给能够以可调参数实施的位图数据库，以提高信号事件的可见度。如上所述，可以各种方式实施持续，并且利用与位图有关的各种亮度等级和颜色方案，可将在频谱不同部分中的波形普遍性(prevalence)反映在显示中。

读者可以理解，本发明的原理可扩展以适用于模拟频域频谱。在这种情况下，可对模拟频谱进行采样和处理，以生成重复更新的位图数据结构。虽然这种方案的细节可能会改变，但是，一般效果将会提供模拟频谱的数字化版本。因此，为了本讨论的目的，模拟频谱将产生将反复应用于更新位图数据库的多个数字频域频谱(通过转换)。

在许多情况下，将期望的是不仅观察一个或多个特定信号事件，还执行时变信号的邻近区域和/或事件的详细分析。存在多种触发方法，包括各种类型的外部和内部触发，包括电平触发(leveltriggering)，功率触发，频率掩模触发等等。为分析瞬态和其它不常见信号事件，通常有用的是使用一些形式的内部触发，其中响应于所观察信号的一些特性执行触发。

在任何情况下，一旦声明(declare)触发，使用各种获取设置取得时变信号的分析捕获，例如捕获长度，延迟等。尽管现有的触发对相当广泛的各种信号是足够的，有一种在数字RF系统中相对普遍的信号情形，对于其而言现有的内部触发方法不能工作。例如，在给定的频率范围内，信号可以在不同时间在多种不同功率/振幅水平下发生。功率触发可捕捉具有最高功率的信号，频率掩模触发可捕捉在特定频率下超过某功率阈值的信号，但是“信号下的信号(signalundersignal)”的场景仍然难以捉摸(elusive)。

此处描述的位图和显示持续可用于构造触发机制以克服上述的检测问题和/或提供其它效用和优点。现在参见图4，描述了一种示例性触发方法。

如80处所示，该方法可首先包括建立感兴趣区域。典型地，该区域将与上述位图数据结构相关联地建立。例如，位图的特定像素分组或其它部分可被指定为感兴趣区域。典型地，该分组是用于驱动显示上的像素的位图单元的矩形区域，但也可使用其它分组。

通常，用户输入的某种形式被接收以建立感兴趣区域。例如，键盘可用于指定对应于将要观察的振幅和频率范围的感兴趣的X和Y范围。可选择地，可使用图形方法，诸如接收鼠标输入或用于在位图的显示上画框的其它输入。

如在82处所示，该方法也包括建立将要使用的触发标准。在此处讨论的例子中，触发是内部的，且信号的搜索特性被指定或可转化为在感兴趣区域中发生的位图数据。将在下文更详细地讨论的特定的例子包括基于位图中的色彩值或亮度等级的触发以及基于信号占有和信号相关(correlation)的触发。

步骤86，88和90涉及系统的迭代操作，其在感兴趣区域和触发标准的指定(specification)之后发生。步骤86和88描述了重复地生成数字频域变换，以及应用那些变换来更新位图数据库。在一个实施例中，为应用以更新位图数据库的每个变换测试触发标准。在另一个可能的实施例中，每个显示帧评价(assess)触发标准仅一次，或者每n个变换仅一次，而不是在位图数据库的每个单独的变换更新时。因此，在描述的例子中，在处理流程移动到触发标准的满意度的测试之前，位图数据库被更新N次，其中N是每个显示帧的变换数。然而，应该理解，可以根据任何所期望的时间表(schedule)测试触发标准，包括以与设备的显示帧速率不一致的时间间隔。那就是说，将经常期望的是将测试与出于显示目的的数据库的采样相匹配，因为触发事件经常被用户根据在显示上可见的信号现象而理解，或者直接或者通过由持续、色彩编码和其它特征提供的增强而理解。然而，在其它设置中，时间分辨率要求可规定用于将测试应用于位图的每个变换更新的偏好。

正如在92处所见，在帧的变换价值(worthoftransform)已经累加到位图结构中之后，处理流程移动到测试触发标准。如在90处所示，然而，测试触发之前，位图中的所累加值可根据正在使用的特定持续制度(regime)被减少或衰减。另一方面，有时期望的是在应用任何衰减或持续技术之间进行触发测试。例如，可能优选的是在增加持续之前对位图数据执行占有触发或对所持续位图(其已被清理以对持续效应进行析出因数)执行密度测试(performthedensitytestonpersistedbitmapsthathavebeenorcleanedtofactoroutpersistenceeffects)。以下将讨论补偿持续效应的其它例子。

继续该图，如果没有声明触发，处理流程返回84，其中，另一帧的变换价值被先于下一测试周期应用到位图，等等。另一方面，如在94处所示，如果对感兴趣区域的筛选分析导致触发声明则执行时变信号的分析捕获。如前所述，分析捕获典型地包括以逻辑上或物理上分离的位置存储时变信号的所期望部分，以允许使所捕获数据经受更深入的、更全面的分析。如前所述，可使用各种获取设置以确切指定当触发被声明时，时变信号的什么部分被捕获。两个经常被使用的指定是将被保留以供更深入分析的时变信号的部分的长度(时间上)的指定，以及相对于触发事件的时刻样本的开始应该何时发生的指示。进一步，将认识到发生在触发声明之前和/或之后的时变信号的部分可被包含在保留在存储器子系统32中的分析捕获内。

识别触发的另一个潜在期望结果是使得能够清除触发事件的输出/显示。例如，用户可以选择性地将显示器设置成仅基于触发事件而更新。在这种情况下，因为不包含触发事件的频谱的显示帧被抑制以及因此不会使显示散乱或者以其它方式使感兴趣的事件模糊，所以可能更容易看到感兴趣的事件。

现在转到特定的触发指定的例子，一类触发指定可使用位图的色彩特性来构造。应该认识到，当触发按照色彩被指定时，触发将从而由与位图结构(例如在显示子系统34上)的显示样本一起使用的亮度等级或色彩方案决定。色彩标准可以以各种方法针对感兴趣的区域而定义。例如，触发标准可能是：该区域中特定百分比的像素必须“至少”是绿色，也就是绿色或与相对更高数目的波形发生相对应的色彩。如另一例子，标准可能是定义的区域内的所有像素(位图单元)的“平均”色彩。这些仅仅是举例，其它基于色彩的标准也可使用。此外，发生在82处(图4)的指定可能直接通过来自用户的输入而表达，或者可能是源自用户输入或由用户输入计算得到。

典型地，如上述讨论的，为每个发送到显示子系统34的显示帧执行触发测试一次。例如，在前述实施例之一中，系统以每秒大约48,000次变换被更新，并使用33Hz帧速率。在这一例子中，对于应用到位图的每1400次变换而言，触发标准将被测试大约一次。

参见图4的确定步骤92，确定过程典型地将包括在步骤80处所定义的感兴趣区域的逐个像素的检查。如在94处所示，如果基于色彩的标准被满足，触发发生并且采取捕获分析。

关于位图中所定义的感兴趣区域，触发也可以基于波形占有(也可称作密度或持续)而判定。换种说法，用户可能对时变信号生成频谱的特定功率-频率区域中的频谱分量的相对速率感兴趣。参见图5，显示了示例性频率-功率位图频谱100。假设，例如，用户预期“健康”信号主要地或专门地生成在区域A中的分量，其中偶然的赝像(occasionalartifact)发生在区域B中。用户可不关注该赝像，只要其很少发生。因此，用户可定义占有阈值，其在区域B中的活动(activity)增加的情况下将导致触发(以及分析捕获)。从这个例子中，应理解本系统和方法可被有利地使用以检测频谱事件，甚至当其被更高和更低振幅二者的信号以及更大和更小普遍性的信号“包围”在频谱表示上时。另外，在许多情况下，有用的触发可以被设计而无需时域或频域内感兴趣的波形的信号的任何先验知识。相应地，可以对图4的方法和尤其在步骤82处的触发定义进行适配使得触发基于信号占有而被执行。

图6描述了一种用于基于在频域信号中发生的信号事件进行触发的示例性方法120，并且提供了基于占有的测量和触发的进一步例子。该方法可以与(例如参考图1所描述的)频域测试和测量设备或系统一起使用，尽管这仅仅是示例性的，并且应当理解，该方法可以与其他设备和系统一起使用。如在一些前面的例子中，该示例性方法可以包括重复地对时变信号进行采样和使用从信号中得到的频域变换以更新频域位图，如在步骤122，124和126处所示。

频域位图的更新(步骤126)可以包括增加和减少在位图中的命中计数，如分别在步骤128和130处所示。在步骤132中，该方法也可以包括(例如，在图1的显示子系统34上)输出和/或显示频域位图的可显示表示。当应用频域频谱时，如果所应用的(一个或多个)频谱包括与位图的那些相应部分包含的幅值和频率值相对应的分量，则增加在位图的各部分中的命中计数。另一方面，如前面解释的，累加的命中计数可被减少以提供有限持续(finitepersistence)的变化水平。一般地，持续被用来实现在位图的所显示表示上的显示持续(例如，监视器或其他显示设备的输出)，并被通过周期性地以衰减因子(decayfactor)减少位图中的累加的命中计数而实施。如上所述，显示持续能提供一种效应，由此一个显示帧中发生的瞬态信号事件通过一个或多个接连显示帧而被显示，但随着时间而被衰减。例如，0.1的帧到帧衰减因子意味着在位图的一部分中累加的命中计数的仅10％将继续存在(carryover)以驱动下一个接连的帧的显示。在显示上的衰减可能伴随着信号的减弱、色彩的改变，或反映或指示相应的信号事件的老化的其它视觉改变。

如134处所示，该方法也可以包括选择频域位图的一部分。然后，在步骤136处，该方法可以包括确定频域信号位图中的所选择部分的信号占有。在步骤138处，时变信号的捕获可以基于所选择部分的占有确定而被执行。

可在步骤136处使用多种方法确定占有值。在一种实现中，占有被定义为发生在所选择部分/区域中的位图单元命中的数目除以在来自各个观察时段的所有变换都已落入定义的部分/区域中的情况下将会发生的命中数目。例如，假设在步骤80(图4)或步骤134处定义的感兴趣区域处在频率F，在振幅水平A_upper和A_lower之间。进一步假设，在观察时间间隔期间，将100个频谱应用于位图数据库。如果对于频率F而言频谱中的85个生成在A_upper和A_lower之间的振幅水平，那么使用该测量，密度会是85/100＝0.85。如果感兴趣区域跨越了频率范围，例如使得其为i个单元宽，那么该因素(factor)将必须被计入分母。所得到的计算将包括对于平均占有而言将在区域中的发生的数目除以(100×i)。

下面阐述用于确定占有的进一步示例性方程。如下示例性方程所示，除了上述基于命中计数的例子之外或者代替上述基于命中计数的例子，占有可以根据信号存在于其中的时间而被表达或得出。更特别地，占有可以通过取得信号存在于位图的区域中的时间量，并且将该时间除以测量时段的总时间而被确定。可选地，通过使用命中计数，可以通过以下来确定占有：取得在测量时段期间发生在位图的一部分中的命中的实际数目，并将该数目除以在测量时段期间全占有(fulloccupancy)本会要发生的情况下本来可以发生的命中的最大数目。两种方法都反映在下面示例性的占有方程中：

令：

Ts＝信号存在的时间；

Tm＝测量的总时间；

Tt＝用于频域变换的数据序列所覆盖的时间；

N＝测量时段期间的变换数；以及

Z＝位图中的像素的z轴值＝波形命中像素的次数；

那么：

占有＝(Ts/Tm)×100(表达为百分比)；

Ts＝Z×Tt(本例用于单个像素)；

Tm＝N×Tt；以及

占有＝(Z×Tt×100)/(N×Tt)＝100×(Z/N)

为了计算包括多于一个像素的感兴趣区域的Ts，对于包含多于一个感兴趣像素的位图中的每一列，每个感兴趣像素的z值加在一起以提供总Z值。从所有受影响的列中最大Z值被用于计算占有。分母N不受感兴趣区域的尺寸的影响。

占有测量可以连续计算，使得应用每个新变换以更新位图之后更新测量。它也可以在每x个变换之后被重复地或者周期性地计算，只要变换数足够提供所需统计结果。

针对超过占有值的可调节阈值的感兴趣区域中的信号的存在，连续或重复计算占有率允许仪器监视输入信号。这个占有触发可以用于停止仪器的获取/分析周期或发起任何数量的仪器活动，包括但不限于保存数据(例如，执行“分析捕获”)和执行测量。占有触发可被配置成检测来自感兴趣区域的信号的缺失，或者甚至仅仅是在占有方面相对小的增加或减少。

可以确定占有值和复合(compound)Z的变型以提供关于感兴趣区域的补充信息。例如，频率范围内的平均占有可以被评价，或者是跨越一组离散的振幅范围的最大或者平均占有。如另一个例子，用户可以设定特定的测量时段或起始和停止时间。如另一个例子，测量可以被重复执行，并且每次重复可以具有相同的持续时间，然后对占有结果执行统计计算，诸如平均(Average)、求最大值(Max)等。

而且，可以测量叠加到其他信号的背景上的信号占有。为了测量仅感兴趣信号的占有，可以指定参考占有(例如，通过用户指示背景区域的颜色或者指出包含参考(背景)信号的显示区域)。背景区域的占有可以被测量并从针对感兴趣信号而计算的占有值中减去。剩下的值可表示仅归因于感兴趣信号的占有。

不管怎样确定占有，各种触发都可以基于确定的占有而实现。例如占有触发可以基于(1)超过阈值的占有；(2)低于阈值的占有；(3)超过或低于阈值的频率范围内的平均占有；和/或(4)在具有特定值或跨过(cross)所定义阈值的一组离散振幅范围内的最大或平均占有。这些仅是几个非限定性例子。

再次参考步骤136，占有测量可以基于持续而变化。有限持续，有时称为“可变持续”，通过周期性地使它们减少可调节因子(有时在此称为衰减因子)来修改像素z轴值(位图命中计数)。无限持续从不清除z轴值，因此即使信号不再被接收，它继续被表示在位图数据库中，并且潜在地表示在位图的所显示表示中。持续拉长了信号可见于位图的所显示表示(例如，所显示图形)中的时间量，并且可以影响命中计数。如果通过使用已被持续(例如，以接连地应用于位图的显示帧的衰减因子)修改的位图数据库的版本计算占有测量，则可能期望补偿应用到位图的衰减因子，以便减少或最小化持续效应以得出准确的占有测量。相应地，如图所示，在步骤136处的占有确定可以包括持续补偿。下面的讨论和伴随的方程提供了这样的补偿的例子。

对于有限持续(具有衰减因子r)，当前命中值(Y_n-1)＝来自当前帧的命中计数(h_n-1)+来自先前帧的衰减的命中值(rY_n-2)，或者：

Y_n-1＝h_n-1+rY_n-2。

类似地，通过来自先前帧的命中计数+来自在其之前的帧的衰减的命中值来计算Y_n-2：

Y_n-2＝h_n-2+rY_n-3

把这个扩展成级数(series)得到：Y_n1＝h_n1+rh_n2+r²h_n3+...+rⁿh₀。

这个可以被表达为形式级数(formalseries)

在速率α下，对于存在于每个帧中的信号，用于持续效应的补偿应该在补偿/归一化(normalization)后产生同样的值α。换句话说，对于存在30％的时间的一些信号而言，占有读出应该是30％而不管用户有无持续、无限持续或者有限持续。

(可记起，N＝每帧的变换数)；

αN是常数并且能从求和中移出：

$Y_{n-1}=\mathrm{\αN}\underset{i=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}^i.$

几何级数可以以闭型(closedform)来计算

$\underset{i=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}^i=\frac{1-r^n}{1-r}.$

将闭型解代入原始级数中我们得到：

$Y_{n-1}=\mathrm{\αN}\left(\frac{1-r^n}{1-r}\right)$

可记起，在补偿后的占有值应该仍然是α因而我们用其乘每个帧的因子则是

$\left(\frac{1-r}{1-r^n}\right)/N.$

换句话说，对于在位图的像素中的给定的命中计数，该命中计数可以与相乘以补偿正被n次地应用到所讨论的像素/区域的衰减因子r。在特定的例子中，假定在给定像素处累加的命中值为1000，并且衰减因子0.25已应用到该像素1000次。根据这个补偿例子，累加的命中值1000将调节到是以前的倍或者大约0.75倍。从而为了占有测量的目的，该像素的所调节命中值将为0.75×1000，或750。

通过使用归一化，用于重复信号的占有值求平均成信号重复率。换句话说，对于存在50％的时间的重复信号而言，上述补偿的例子将产生求平均为50％的信号重复率的占有值。对于非重复信号，占有测量结果将最终衰减到零。用于这种类型信号的所报告占有值受信号多久以前发生的影响。更近的信号将具有较高值；不太近的信号将具有较低值。相应地，在步骤136处的占有确定可以包括补偿衰退因子或促使历史信号事件在位图数据库中持续的其他持续机制。

如前面例子所述，位图的所期望部分的选择(步骤136)可以以各种方式发生。在一个例子中，用户可以使用键盘来键入感兴趣区域的频率和振幅范围。另一个选项将使用指点设备(pointingdevice)以表示与位图的所显示版本相关的感兴趣区域。图7显示了使用指点设备来选择显示在显示器164上的位图162的一部分160的例子。显示器164可以是交互式的触摸敏感显示器，使得所选择区域的指定可响应于来自用户的手166的触摸输入而发生。另一个指点设备方法包括接收来自鼠标168的用户输入以指定位图的所选择部分。这些仅仅是例子；多种其他设备/机制可以被用于选择位图的部分。此外，如图8的例子所示，位图的所选择部分可以包括位图162的多个非相邻区域170，其也可以包括除了迄今为止示出的线性例子之外的不规则形状。

除了上述例子之外，触发可以基于以下：观察在所定义的感兴趣区域中的特性，并且然后确定所观察的特性与参考(诸如先前观察的信号或信号事件)相关的程度。参考图9、图10和图11，图9显示在感兴趣区域内的参考，而图10和图11分别显示所收集频谱数据的两个不同样本。对信号的粗略检查揭示了图10的样本与参考更接近地匹配或相关。

使用各种定量方法来评价观察的位图区域与参考区域的相关。通常，位图区域如图4和6的示例方法中一样被更新，且相关触发不时(比如，每个显示帧一次，或每当每次变换之后)被测试。更具体而言，在图4的测试步骤92期间，可为收集到的数据建立相关得分，其中得分从数字上反映收集到的数据与参考的相关程度。

再次参考图4，当相关触发被使用时，在82处的触发定义也可包括建立或指定将用于生成相关得分的参考。在许多情况下，这将包括使用先前获得的数据，例如由一部分时变信号(已知没有过多的噪声或不期望的赝像)创建的参考位图(诸如数字荧光位图(digitalphosphorbitmap))。另一方面，用户可能想要基于已知的伪造的信号或赝像进行搜索和诊断性(diagnostically)触发，在该情况下它会被提供作为参考到其特性是已知的程度(inwhichcasethatwouldbesuppliedasthereferencetotheextentitscharacteristicswereknown)。

步骤82(图4)中的标准指定也可包括用户指定观察信号和会启动(trip)触发的参考之间的相关量。如先前所指出的，相关可以依据相关得分来定量测量，且触发可在相关得分超过在步骤82处指定的阈值时从而被声明。

应该理解用于相关评价的参考可以用多种方法获得。例如，在参考是在当前数据获取工作期(session)之前获得的预定的信号现象的意义上，参考可被外部地应用。出于生成触发标准的目的，外部参考提供给过程。另一方面，在参考是生成或获得自当前数据获取工作期中生成的变换和位图数据的意义上，参考可以是内部的。例如，参考可仅仅是在感兴趣区域内累加的(持续的)位图，所以跟随通过感兴趣区域的路径的新的信号生成触发，通过感兴趣区域的该路径以前已被跟随许多次(且因此在持续的显示上比较少行进的路径具有更高的命中计数)。在这种情况下，没有外部提供的参考。

进一步，无论内部还是外部，参考不需要取自针对触发测试所指定的感兴趣区域。在某些情况下，与针对触发标准所测试的相比，参考可从位图的不同部分中获得。

与上面描述的各种示例性系统和方法相关地，出于触发测试，实现持续，驱动显示输出等等的目的，应该理解位图数据的多个副本和/或版本可被使用。图12描述了存储在存储器子系统32中的位图结构的各种说明性例子。如所示的，位图可被保留和更新以反映无限持续180，零持续182(即，来自最新的变换或变换的显示帧的数据)，以及可变持续184，186，188的各种实现。进一步，任何或所有这些数据结构可被用于驱动实际显示位图190，该实际显示位图190被读出以提供显示子系统34上的位图的可显示表示。

触发也可基于发生在位图中和/或位图上的特定感兴趣区域中的命中计数而被执行。命中计数阈值可以是绝对计数，或者是相对于位图中发生的全部计数的计数，或者是发生在位图的特定区域中的计数。进一步，此处讨论的密度/占有以及着色(coloration)触发有时可依据绝对或相对位图命中计数而表达。

如关于步骤82先前指出的，触发标准的用户指定在某些情况下可源自用户输入，与直接指定相反。例如，参见图13，该图描述了在触摸敏感交互式显示器204上呈示给用户202的位图200的呈现(rendering)。同时参见图13和图4中的步骤80和82，描述的例子提供了用户接口，其允许用户直观地指示感兴趣区域以及用于提供触发定义82的信号现象二者。尤其，用户202被显示为通过参考显示器作出触摸输入而作出选择206。

基于选择206，处理指令可被实现(例如，在图1的处理子系统36内)以生成基于用户选择206的触发标准和感兴趣区域。这一方法的一个优点是其对用户是直观的，并且允许用户对其期望用作触发的基础的信号事件(例如，来自过去存储的频谱图像)打手势(gesture)。然后，响应于在选择206内的位图数据，处理器通过分析在指出的位图区域中的频谱数据自动将用户输入转化为触发要求。这些触发要求可被表达或分解为多种触发类型，包括以上描述的色彩，密度，命中计数以及相关触发，和/或其组合。在一些实施例中，期望的是与用户选择146中识别的特性相关地缩放(scale)或以其它方式实现比例性。例如，如果系统确定所选择区域中的信号密度或占有的值，则将有时期望的是如果用于触发阈值则缩小(scaledown)该值，以便稍微过度包含(slightlyover-inclusive)在触发事件的声明中。这可以被认为是触发的“灵敏度(sensitivity)”，并且用户接口或设备设置典型地也将包括使用户能够调节该灵敏度的机制。

应该理解此处描述的实施例和实例方法可例如通过存储在计算机可读存储介质上并被计算设备执行的计算机可执行指令或代码(比如程序)而实现。例如，特别是图4和图6的方法可以通过位图指令或处理子系统(例如在图1的示例性频域测试和测量设备中所示的处理子系统36)可执行的其它指令集来实现。通常，程序包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、对象，组件，数据结构等。如此处所使用的，术语“程序”可意味着单个程序或一致动作的多个程序，并且可用于表示应用、服务、或任何其它类型或种类的程序。同样地，此处所使用的术语“计算机”和“计算设备”包括电子地执行一个或多个程序的任何设备。

进一步可理解此处所描述的配置和/或方法实质上是示例性的，且这些特定的实施例或例子不能被认为是限制性的，因为多种变形都是可能的。此处描述的特定的例程或方法可表示任何数目的处理策略中的一个或更多个。同样地，说明的各种动作可以按例示的顺序、按其它顺序、并行地、或可能遗漏地进行执行。同样地，不必要求任何上述过程的次序来实现此处描述的实施例的特征和/或结果，仅出于便于说明和描述的目的而提供该次序。

本公开的主题包括各种过程、系统和配置、此处公开的其它特征、功能、动作、和/或属性以及任何及所有其等价物的所有新颖的以及非显而易见的组合和子组合。

Claims (22)

1.一种用于在频域测试和测量设备中基于信号事件进行触发的方法，包括：

重复地对时变信号进行采样；

随着时间的推移，基于所述时变信号的采样生成多个数字频域频谱；

通过顺序地将所述数字频域频谱应用于包含频域位图的数据存储器来重复地为所述时变信号更新频域位图；

选择该频域位图的一部分；

确定该频域位图的该部分中的信号占有；以及

响应于针对该频域位图的该部分而确定的信号占有，触发对该时变信号的捕获。

2.如权利要求1的方法，其中重复地更新该频域位图包括：

当数字频域频谱包括发生在该频域位图的部分中的分量时，增加在该频域位图的该部分中的命中计数；以及

周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数。

3.如权利要求2的方法，进一步包括显示该频域位图的可显示表示，且其中周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数通过使用衰减因子而被执行，如果该部分没有通过应用后继的数字频域频谱到数据存储器而增加，则该衰减因子将使得所显示的可显示表示的部分随着时间推移而减小。

4.如权利要求3的方法，其中确定在该频域位图的该部分中的信号占有包括补偿用于周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数的该衰减因子。

5.如权利要求4的方法，其中补偿该衰减因子包括使在该频域位图的该部分中的当前命中计数与相乘，其中r是衰减因子且其中n是该衰减因子已被应用于该频域位图的该部分的次数。

6.如权利要求1的方法，其中确定该频域位图的该部分中的信号占有包括：

确定在测量时段期间信号分量在与该位图的该部分相对应的频率和幅值下发生的时间量；以及

将该时间量除以测量时段的持续时间。

7.如权利要求1的方法，其中确定该频域位图的该部分中的信号占有包括：

确定在测量时段期间在该频域位图的该部分中发生的实际命中数；以及

将该实际命中数除以该测量时段内的最大潜在命中数。

8.如权利要求1的方法，进一步包括接收用户输入以指定被选择的该频域位图的该部分。

9.如权利要求8的方法，其中接收用户输入包括接收来自指点设备的输入。

10.如权利要求9的方法，其中指点设备是鼠标。

11.如权利要求9的方法，其中指点设备是交互式触摸屏显示器，该交互式触摸屏显示器被配置成显示该频域位图的可显示表示。

12.如权利要求1的方法，其中被选择的该频域位图的该部分包括该频域位图的多个非相邻区域。

13.一种用于基于发生在频域信号中的信号事件进行触发的系统，包括：

存储子系统，用于存储时变信号的频域位图，其中通过将数字频域频谱应用于频域位图来重复地更新该频域位图，其中通过重复地对时变信号进行采样来生成数字频域频谱；

处理子系统，在操作上与该存储子系统耦合；以及

位图指令，可通过处理子系统执行，以：

选择该频域位图的一部分；

确定该频域位图的该部分中的信号占有；以及

响应于针对该频域位图的该部分而确定的信号占有，触发对该时变信号的捕获。

14.如权利要求13的系统，其中位图指令进一步可执行来通过以下实现在该频域位图中的显示持续：

当应用于该频域位图的数字频域频谱包括发生在该频域位图的部分中的分量时，增加在该频域位图的该部分中的命中计数；以及

周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数。

15.如权利要求14的系统，其中在确定该频域位图的该部分中的信号占有时，该位图指令被配置成补偿衰减因子，该衰减因子被用于周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数。

16.如权利要求15的系统，该位图指令被配置成通过使在该频域位图的该部分中的当前命中计数与相乘来补偿该衰减因子，其中r是衰减因子且其中n是该衰减因子已被应用于该频域位图的该部分的次数。

17.如权利要求13的系统，其中该位图指令被配置成响应于用户输入选择该频域位图的该部分。

18.如权利要求13的系统，该频域位图的该部分包括该频域位图的多个非相邻区域。

19.一种频域测试和测量设备，包括：

前端部，用于接收时变信号；

实时引擎，在操作上与所述前端部耦合并被配置成当所述时变信号通过所述前端部被接收且被处理时，基于所述时变信号生成数字频域频谱；

存储器子系统，包括通过顺序地接收和存储数字频域频谱而更新的频域位图；以及

处理子系统，被配置成执行位图指令，该位图指令可用来：

选择该频域位图的一部分；

确定该频域位图的该部分中的信号占有；以及

响应于针对该频域位图的该部分而确定的信号占有，触发对该时变信号的捕获。

20.如权利要求19的设备，还包括显示子系统，用于显示该位图的可显示表示，且其中位图指令被配置成通过周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数来实现对于该位图的可显示表示的显示持续，使得发生在可显示表示的一个显示帧中的瞬态信号事件得到显示，但是对于一个或多个接连的显示帧而接连减弱。

21.如权利要求20的设备，其中在确定该频域位图的该部分中的信号占有时，该位图指令被配置成补偿衰减因子，该衰减因子用于周期性地减少在该频域位图中的累加命中计数。

22.如权利要求21的设备，该位图指令被配置成通过使在该频域位图的该部分中的当前命中计数与相乘来补偿该衰减因子，其中r是衰减因子且其中n是该衰减因子已被应用于该频域位图的该部分的次数。