CN102263559A - 一种适用于小型绘图界面的长数据压缩处理方法 - Google Patents

一种适用于小型绘图界面的长数据压缩处理方法 Download PDF

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毛剑琳
伍星
柳小勤
刘畅
迟毅林
潘楠
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Abstract

本发明提供一种针对在低分辨率屏幕上绘制较长数据的处理方法，属于数据采集技术领域。从大量数据中分段抽取数据的最大值和最小值特征量，然后在小屏幕上只绘制这些特征量，从而达到表现出数据整体特征的目的。该方法压缩后显示的曲线能够很好地表现出原始数据的波形特征，原理简洁明了，算法实现简单、效率高，尤其适用于嵌入式状态监测系统中长数据表现。

Description

一种适用于小型绘图界面的长数据压缩处理方法
技术领域
本发明涉及一种针对在小屏幕上绘制较长数据的处理方法，属于数据采集技术领域。
技术背景
随着计算机技术的发展，数据采集系统在设备点检制度中扮演的角色尤为突出。基于嵌入式的便携式数据采集系统的产生，使得数据采集系统的功能进一步扩展。相比于传统的数据采集系统，现在的便携式数据采集系统不仅能采集数据、显示简单的频谱并保存数据，而且可以提示报警、显示轴心轨迹、动平衡以及诊断轴承故障等工作。
通过直接观察监测量的波形数据，能够对设备运行状况的判断提供基本依据。因此显示采集的波形数据是便携式数据采集系统的基本功能之一。但便携式数据采集器的显示面积一般很小，分辨率很低，而测量的数据波形中数据量很多，造成需要显示的数据点大大超过屏幕可用的像素点数。例如数据采集通常每次获取1024点数据，但一般的小型液晶屏的分辨率只有320×240，因此屏幕上不能完整地显示1024点数据，因此就需要对显示数据进行压缩处理，以在有限的像素点上表现出数据整体的特征，从而为故障诊断提供便利。
发明内容
本发明的目的是一种适用于小型绘图界面的长数据压缩处理方法，通过将长数据分段、提取关键特征，在低分辨率屏幕上绘制特征的方法来达到在有限的区域上显示出较长数据的整体特征。
本发明的技术方案是：将需要绘制的长数据信号的水平像素数进行分段，从大量数据中分段抽取数据的最大值和最小值特征量，然后在小屏幕上绘制这些特征量，从而表现出数据的整体特征。其具体实施步骤如下：
（1）确定小屏幕上绘图范围中水平方向包含的像素数；
（2）对需要绘制的长数据信号，根据绘图区域中的水平像素数进行分段，将长数据信号平均分为多个数据段；
（3）从每个数据段里，找出该段内的最大值和最小值；
（4）将每个数据段的最大值和最小值画在对应的水平像素位置上，用一条竖线连接最大值像素点和最小值像素点，垂直像素位置根据数据的总体幅度范围确定；
（5）连接相邻两个数据段里前一个段的最小值像素点和后一个数据段里的最大值像素点，形成长数据的压缩绘图曲线。
具体的说，设需要显示的测量数据采样点数为n，供显示数据的屏幕水平像素数为d。首先将测量数据分为d段，则每段数据中包含n/d个采样数据，每个数据段对应显示区域中的一列像素。抽取每段数据的最大值和最小值，将每个数据段内的最大值和最小值绘在对应的像素列上，并用竖线连接它们，然后连接相邻两个数据段（即相邻两个像素列）的前一个像素列的最小值和后一个像素列里的最大值，形成压缩后的绘图曲线。
本发明中，长数据信号分段的数量根据实际需要确定，保证通过每一段的最大值像素点和最小值像素点，能表现出长数据信号的整体特征即可。
本发明将长数据段分为数个短段，每个短数据段对应一列像素点，在每列像素上画出对应段的特征数据，然后将它们连接起来，就可以表现出长数据的整体特征。本发明绘出的数据曲线保留了每段数据的数值范围，而且相邻段最多只差一个数据点，对显示结果的影响可以忽略，从而很大程度上保留了原始波形数据的特征。
本发明具有压缩处理方法简便可靠，压缩后显示的曲线能够很好地表现出原始数据的波形特征，原理简洁明了，算法实现简单、效率高，尤其适用于嵌入式状态监测系统中长数据表现。
附图说明
图1 是本发明长数据经过压缩在低分辨率的屏幕上完整显示对比示意图；
图2 是本发明对长数据进行不同程度的压缩处理的效果；
图3 是本发明一段长数据经过压缩后的显示效果。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述，但本发明的内容不限于所述范围。
实施例1：参见图1，在一个便携式数据采集系统中，采集数据的采样点数目为1024，需要在分辨率为200×150的显示屏幕区域中绘图。图1中，示例波形为正弦信号                                                
Figure 2011102094584100002DEST_PATH_IMAGE001
，信号频率，采样频率
Figure 2011102094584100002DEST_PATH_IMAGE003
。
由于显示区域水平像素数目为150，显然无法完整显示1024个数据点，需要通过本方法对采样的长数据信号进行处理，从而在小型绘图界面中压缩绘图，反映数据的整体特征。
本长数据压缩处理方法的步骤是：
（1）将1024个数据段分为150段，每个段内包含6~7个数据点，每个数据段对应一列像素点；
（2）从每个数据段中取出其最大值和最小值作为该段数据的特征量，将这两个值画在与该数据段对应的像素列上，并用竖线连接（参见图2），在每列像素上画出对应段的特征数据；
（3）连接相邻两个数据段里前一个段的最小值像素点和后一个数据段里的最大值像素点，顺序连接起来就表现出了长数据的整体特征，形成长数据的压缩绘图曲线（参见图3）。由于相邻段最多只差一个数据点，对显示结果的影响可以忽略。图3中，示例波形为加噪正弦信号
Figure 736386DEST_PATH_IMAGE004
，正弦信号频率
Figure 613075DEST_PATH_IMAGE002
，噪声信号
Figure 2011102094584100002DEST_PATH_IMAGE005
为（-10, 10）之间的1024个随机数，采样频率
Figure 248587DEST_PATH_IMAGE003
。
实施例2：参见图1，在一个便携式数据采集系统中，采集数据的采样点数目为2048，需要在分辨率为320×200的显示屏幕区域中绘图。
本长数据压缩处理方法的步骤与实施例1相同。将2048个数据段分为200段，每个段内包含10~11个数据点，每个数据段对应一列像素点。在每列像素上画出对应段的特征数据，连接起来表现出了长数据的整体特征。
实施例3：参见图1，在一个便携式数据采集系统中，采集数据的采样点数目为4096，需要在分辨率为320×240的显示屏幕区域中绘图。
本长数据压缩处理方法的步骤与实施例1相同。将4096个数据段分为240段，每个段内包含17~18个数据点，每个数据段对应一列像素点。在每列像素上画出对应段的特征数据，连接起来表现出了长数据的整体特征。

Claims (2)

1.一种针对在小屏幕上绘制较长数据的处理方法，其特征在于：从大量数据中分段抽取数据的最大值和最小值特征量，然后在小屏幕上绘制这些特征量，从而表现出数据整体特征。
2.根据权利要求1所述在长数据绘图压缩处理技术，其特征在于：具体实施步骤如下：
（1）确定小屏幕上绘图范围中水平方向包含的像素数；
（2）对需要绘制的长数据信号，根据绘图区域中的水平像素数进行分段；
（3）从每个数据段里，找出该段内的最大值和最小值；
（4）将每个数据段的最大值和最小值画在对应的水平像素位置上，用一条竖线连接最大值像素点和最小值像素点；
（5）连接相邻两个数据段里前一个段的最小值像素点和后一个数据段里的最大值像素点，形成长数据的压缩绘图曲线。
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