CN102650936B - 一种展示历史曲线的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种展示历史曲线的方法及系统，涉及计算机领域，使得历史曲线既具有较高的近似度，又可消耗较少的存储空间。方法包括取样的步骤、压缩数据的步骤和展示历史曲线的步骤。系统包括取样单元、压缩单元和展示单元。由于存在取样和压缩数据的过程，因此可利用极小的数据量近似地还原历史曲线，滤去意义不大的数据，但保留有意义的关键数据，有效解决了现有技术存在的历史记录曲线所需巨大的存储空间和历史曲线的真实还原的矛盾。

Description

一种展示历史曲线的方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种展示历史曲线的方法及系统。
背景技术
现有对历史变化的图形展现的方法是在不同的时间点上对数值进行取样保存，然后利用样本数据画点，再用直线或曲线连接各个样本点，从而再现历史曲线变化。重画出来的历史曲线是对真实曲线的近拟模拟。按照该方法，若要提高历史曲线与真实曲线的近似度，则需要缩短取样时间，提高取样频率，但随之带来的问题是需要增加存储空间来保存历史数据。相反的，若要减小存储空间，要么延长取样时间，要么将一定时间间隔内的一系列数值求平均值，仅用平均值来表示历史曲线，但随之带来的问题是很多细节变化无法重现，使得近似度较低。
可见，现有技术中历史曲线的较高近似度与消耗较少的存储空间，二者不可兼得。
发明内容
本发明提供一种展示历史曲线的方法及系统，使得历史曲线既具有较高的近似度，又可消耗较少的存储空间。
本发明的方法，包括下列步骤：在真实历史曲线上，每间隔第一周期进行取样；每间隔第二周期，对该第二周期中所取样的一系列数值进行压缩，取所述一系列数值的平均值，方差，二阶导数为正的拐点数，二阶导数为负的拐点数，最大值及最大值的序号，最小值及最小值的序号，第一个数值和最后一个数值；在展示历史曲线时，以第二周期时长为单位，根据所述第一个数值、最后一个数值、最大值及最大值的序号、最小值及最小值的序号分别画出第一个点，最后一个点，最大值点和最小值点；再以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点；以第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点；用直线依次连接所画的点。
进一步，第二周期时长是第一周期时长的30至100倍。
进一步，以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点时，遇到最小值处，则跳过一个间隔。以及，第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点时，遇到最大值处，则跳过一个间隔。
本发明的系统，包括：取样单元，用于在真实历史曲线上，每间隔第一周期进行取样；压缩单元，用于每间隔第二周期，对该第二周期中所取样的一系列数值进行压缩，取所述一系列数值的平均值，方差，二阶导数为正的拐点数，二阶导数为负的拐点数，最大值及最大值的序号，最小值及最小值的序号，第一个数值和最后一个数值；展示单元，用于在展示历史曲线时，以第二周期时长为单位，根据所述第一个数值、最后一个数值、最大值及最大值的序号、最小值及最小值的序号分别画出第一个点，最后一个点，最大值点和最小值点；再以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点；以第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点；并用直线依次连接所画的点。
进一步，第二周期时长是第一周期时长的30至100倍。
进一步，展示单元在以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点时，遇到最小值处，则跳过一个间隔。展示单元在以第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点时，遇到最大值处，则跳过一个间隔。
本发明提出的展示历史曲线的方法及系统，由于存在取样和压缩数据的过程，因此可利用极小的数据量近似地还原历史曲线，滤去意义不大的数据，但保留有意义的关键数据，有效解决了现有技术存在的历史记录曲线所需巨大的存储空间和历史曲线的真实还原的矛盾。
附图说明
图1为本发明实施例中的方法步骤流程图；
图2为本发明实施例中的系统结构示意图；
图3为本发明的实施效果图。
具体实施方式
为了用尽可能少的存储空间来保存历史曲线变化的特征，并近似模拟有意义的历史曲线细节，本发明实施例中提供了一种展示历史曲线的方法，参见图1所示，包括下列主要步骤：
S101、取样的步骤。
其中，在取样时，按较短的时间间隔(即第一周期)，取一系列的样本。
S102、压缩数据的步骤。
其中，每过一个大的时间间隔(即第二周期，前述较短时间间隔的30-100倍)对取得的样本数值计算平均值，方差，二阶导数为正的拐点数，二阶导数为负的拐点数，最大值，最小值并记录最大值的序号，最小值的序号，样本系列中的第一个的值和最后一个的值。
S103、展示历史曲线的步骤。
其中，重现历史曲线时，利用上一步保存的数据重画每一个大时间间隔的第一个点，最后一个点，最大值点和最小值点。
再以(大的时间间隔/二阶导数为正的拐点数)为间隔，画出(二阶导数为正的拐点数-1)个数值为(平均值-方差)的点，遇到最小值处跳过一个间隔。以(大的时间间隔/二阶导数为负的拐点数)为间隔，画出(二阶导数为负的拐点数-1)个数值为(平均值+方差)的点，遇到最大值处跳过一个间隔。
最后用直线依次连接每个点。
本发明还提供了一种展示历史曲线的系统的实施例，参见图2所示，包括：取样单元201、压缩单元202、展示单元203。
其中，取样单元201用于在取样时，按较短的时间间隔(即第一周期)，取一系列的样本。
压缩单元202用于每过一个大的时间间隔(即第二周期，前述较短时间间隔的30-100倍)对取得的样本数值计算平均值，方差，二阶导数为正的拐点数，二阶导数为负的拐点数，最大值，最小值并记录最大值的序号，最小值的序号，样本系列中的第一个的值和最后一个的值。
展示单元203用于重现历史曲线时，利用上一步保存的数据重画每一个大时间间隔的第一个点，最后一个点，最大值点和最小值点。再以(大的时间间隔/二阶导数为正的拐点数)为间隔，画出(二阶导数为正的拐点数-1)个数值为(平均值-方差)的点，遇到最小值处跳过一个间隔。以(大的时间间隔/二阶导数为负的拐点数)为间隔，画出(二阶导数为负的拐点数-1)个数值为(平均值+方差)的点，遇到最大值处跳过一个间隔。最后用直线依次连接每个点。
可见，本发明通过取样过程取得数据，这部分数据可以缓存，并不需要保存；之后对取样的数据压缩获取其中的关键数据，舍弃不重要的数据；最后在重现过程中，利用关键数据近似模拟历史曲线。因此本发明以较少的数据量，重现了大部分情况下需要关注的统计特征，而对不重要的细节进行舍弃。
具体的，使用本发明展示历史曲线所需的数据量为12个数据，而使用传统方法记录每个数据点，则要用67个数据来记录。以图3为例，其中方块点为本发明的近似模拟点，菱形点为真实点，本发明只用传统方法的12/67＝17.9％的数据量来保存信息。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种展示历史曲线的方法，其特征在于，包括下列步骤：
在真实历史曲线上，每间隔第一周期进行取样；
每间隔第二周期，对该第二周期中所取样的一系列数值进行压缩，取所述一系列数值的平均值，方差，二阶导数为正的拐点数，二阶导数为负的拐点数，最大值及最大值的序号，最小值及最小值的序号，第一个数值和最后一个数值；
在展示历史曲线时，以第二周期时长为单位，根据所述第一个数值、最后一个数值、最大值及最大值的序号、最小值及最小值的序号分别画出第一个点，最后一个点，最大值点和最小值点；再以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点；以第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点；用直线依次连接所画的点。
2.如权利要求1所述展示历史曲线的方法，其特征在于，所述第二周期时长是第一周期时长的30至100倍。
3.如权利要求1所述展示历史曲线的方法，其特征在于，所述以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点时，遇到最小值处，则跳过一个间隔。
4.如权利要求1所述展示历史曲线的方法，其特征在于，所述第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点时，遇到最大值处，则跳过一个间隔。
5.一种展示历史曲线的系统，其特征在于，包括：
取样单元，用于在真实历史曲线上，每间隔第一周期进行取样；
压缩单元，用于每间隔第二周期，对该第二周期中所取样的一系列数值进行压缩，取所述一系列数值的平均值，方差，二阶导数为正的拐点数，二阶导数为负的拐点数，最大值及最大值的序号，最小值及最小值的序号，第一个数值和最后一个数值；
展示单元，用于在展示历史曲线时，以第二周期时长为单位，根据所述第一个数值、最后一个数值、最大值及最大值的序号、最小值及最小值的序号分别画出第一个点，最后一个点，最大值点和最小值点；再以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点；以第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点；并用直线依次连接所画的点。
6.如权利要求5所述展示历史曲线的系统，其特征在于，所述第二周期时长是第一周期时长的30至100倍。
7.如权利要求5所述展示历史曲线的系统，其特征在于，展示单元在以第二周期时长除以二阶导数为正的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为正的拐点数减一个且数值为平均值减方差的点时，遇到最小值处，则跳过一个间隔。
8.如权利要求5所述展示历史曲线的系统，其特征在于，展示单元在以第二周期时长除以二阶导数为负的拐点数所得数值为间隔，画出二阶导数为负的拐点数减一个且数值为平均值加方差的点时，遇到最大值处，则跳过一个间隔。
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