CN105054925A - 特征点的获取及波形绘制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及波形绘制技术领域，提供一种特征点的获取方法和装置以及波形绘制方法和设备。该波形特征点的获取方法包括：S1、计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP；S2、获取同一逻辑点上的波形点的集合；以及S3、获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。由于本发明实施例获取的特征点有多个，包含起始点、终点以及极值点，不会导致波形关键点丢失导致波形失真。

Description

特征点的获取及波形绘制

技术领域

本发明涉及波形绘制技术领域，尤其涉及特征点的获取方法和装置以及波形绘制方法及装置。

背景技术

在电脑上显示高密度波形（即数据量很多的波形）时，波形的绘制速度会变慢，出现闪屏或者延迟，造成不好的用户体验。下面以电脑心电图机系统（即心电工作站，简称PCECG）为例进行说明。心电工作站需要将固定采样速率的心电数据显示在分辨率不同的电脑显示器上。对于不同的分辨率，显示器所能显示的像素点的个数不同。以1440*900的分辨率为例，根据计算，在横向位置上，1mm的屏可以显示4个像素。假设接收盒的采样速率为1000Hz，在25mm/s波形走速下，则1mm需要显示40个采样点。因此，在横向位置上，每个像素点要重叠显示10个采样数据，导致波形绘制速度慢，影响用户体验。

发明内容

本发明为了解决现有技术中波形绘制速度慢的技术问题，提供一种波形特征点的获取方法以及一种波形绘制方法。

该波形特征点的获取方法，包括：

S1、计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP；

S2、获取同一逻辑点上的波形点的集合；

S3、获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。

进一步优选，根据走纸速度、每逻辑英寸逻辑点个数以及采样率计算所述SP。

进一步优选，所述SP通过如下公式获得：

SP=(V/F)*(DPI/25.4)，其中，V是走纸速度，F是采样率，DPI是指每逻辑英寸中逻辑点个数。

进一步优选，所述步骤S2具体包括：

首先，根据Pi=P+i*SP计算波形上的第i点的横向位置，其中P为横向起始位置；

其次，对所有Pi进行取整处理；

最后，将整数部分相同的点归结为同一逻辑点上的波形点的集合。

该波形绘制方法，包括：根据上述波形特征点的获取方法获取特征点，计算所述特征点的坐标，顺序连接所述特征点。

进一步优选，所述计算所述特征点的坐标具体如下：

横向坐标：Pj=P+j*SP，其中，j是所述特征点在所述波形数据中的位置；

纵向坐标：Yj=(yj*S*DPI)/(25.4*AD)，其中，yj是所述特征点的波形数值，S为增益，AD是模数转换值。

本发明实施例还提供一种波形特征点的获取装置，该波形特征点的获取装置包括：

间距获取模块，用于计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP；

集合获取模块，用于获取同一逻辑点上的波形点的集合；以及

特征点获取模块，获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。

进一步优选，所述间距获取模块根据走纸速度、每逻辑英寸逻辑点个数以及采样率计算所述SP。

进一步优选，所述间距获取模块通过如下公式获得SP：

SP=(V/F)*(DPI/25.4)，其中，V是走纸速度，F是采样率，DPI是指每逻辑英寸中逻辑点个数。

进一步优选，所述集合获取模块包括计算单元、与所述计算单元连接的取整单元以及与所述取整单元连接的归结单元；所述计算单元根据Pi=P+i*SP计算波形上的第i点的横向位置，其中P为横向起始位置；所述取整单元对所述计算单元获得Pi进行取整处理；所述归结单元将整数部分相同的点归结为同一逻辑点上的波形点的集合。

本发明实施例还提供一种波形绘制设备，该波形绘制设备包括：上述波形特征点的获取装置、用于计算所述特征点坐标的坐标计算装置以及连线装置，所述连线装置顺序连接所述特征点。

进一步优选，所述坐标计算装置计算所述特征点的坐标具体如下：

横向坐标：Pj=P+j*SP，其中，j是所述特征点在所述波形数据中的位置；

纵向坐标：Yj=(yj*S*DPI)/(25.4*AD)，其中，yj是所述特征点的波形数值，S为增益，AD是模数转换值。

本发明有益效果是：

本发明实施例的波形绘制方法和装置采用特征点进行波形绘制，减少了同一点重叠绘制次数，因此，提高了波形绘制速度，提高了用户体验。

本发明实施例的特征点获取方法和装置采用逻辑距离、逻辑点进行计算，特征点的获取与显示设备的分辨率无关，因此，保证了不同分辨率下特征点的不变性，保证不同分辨率下波形不走样。由于本发明实施例获取的特征点有多个，包含起始点、终点以及极值点，不会导致波形关键点丢失导致波形失真。

附图说明

图1是本发明实施例的特征点获取方法流程图。

图2是本实施例的获取同一逻辑点上的波形点的集合的流程图。

图3是本发明实施例的特征点获取装置的结构示意图。

图4是本发明实施例的集合获取模块的结构示意图。

图5是本发明实施例的波形绘制设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明优选实施例的核心思想是：通过获取具有波形特征代表的若干点进行波形绘制，减少波形点的绘制数量，达到提高波形绘制速度的目的。

本发明实施例的波形绘制方法适合多种曲线的绘制，例如可以绘制心电曲线、血氧曲线、呼吸曲线等等曲线。

本发明实施例主要以心电曲线（心电波形）为例进行说明。众所周知，心电波形一般由心电设备通过电极采集人体或者动物体体表电流而获得。一般采集的体表电流为模拟信号，需要进行模数转换转成数字信号，这种转换取决于模数转换器的AD值。一般心电设备的采样率为1000Hz，AD值为24或者32位。这些采集的信号经过心电设备处理后就可以获得心电波形，可以在心电设备或者电脑显示器上显示。

图1是本发明实施例的特征点获取方法流程图。图2是本实施例的获取同一逻辑点上的波形点的集合的流程图。图3是本发明实施例的特征点获取装置的结构示意图。图4是本发明实施例的集合获取模块的结构示意图。图5是本发明实施例的波形绘制设备的结构示意图。

请参照图1，本发明实施例的波形特征点的获取方法，包括：

S1、计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP。

本发明实施例的心电波形中1S具有1000个数据点，而目前电脑显示器每逻辑英寸中具有90个逻辑点（即每逻辑毫米中具有3.54个逻辑点），因此，在走纸速度为25mm/s的情况下，需要在约90个逻辑点上显示1000个数据点，即每个逻辑点约显示11个数据点。

本实施例的心电波形从采集盒或者心电图机中获得，为一个原始数据集X，X={X1,X2,X,…,Xi,…,Xn}，该数据集X中的数据点两两的间距是相等的，因为数据的获取是等时间间隔采集的。通过计算数据点X1与数据点X2之间的距离映射到电脑显示器上的逻辑距离SP，就可以知道每个逻辑点上数据点有哪些，进而可以获得该逻辑点上的特征点。

本实施例优选通过走纸速度、每逻辑英寸逻辑点个数以及采样率计算逻辑距离SP。进一步，通过下面公式获得该逻辑距离SP：

SP=(V/F)*(DPI/25.4)，其中，V是走纸速度，F是采样率，DPI是指每逻辑英寸中逻辑点个数，一般DPI=90。

本实施例中，SP=0.0886。

S2、获取同一逻辑点上的波形点的集合。

请参照图2，本实施例的步骤S2具体包括：

S21，根据Pi=P+i*SP计算波形上的第i点的横向位置，其中P为横向起始位置；P是显示器用于显示波形的起始位置的横向值。通过本步骤的计算，可以获得波形上所有的数据点的横向位置，Pi与Xi对应。

S22，对所有Pi进行取整处理；

假设P=0，那么P1=SP=0.0886，P2=0.1772，….，P10=0.886，P11=0.9746，P12=1.0632，…，P22=1.9492，P23=2.0378。P1至P11取整后各为0，p12至P22取整后各为1。依次对各个Pi进行取整处理。

S23，将整数部分相同的点归结为同一逻辑点上的波形点的集合。

本步骤是将P1至P11对应的X1至X11归结为第一个集合S1，集合S1={X1,…,X11}。将P12至P22对应的X12至X22归结为第二个集合S2，集合S2={X12,…,X22}，依次归结为若干集合，即S1、S2、S3、…、Sn。本步骤中所描述的波形点即为数据点，如X1，X2，…。S1至Sn分别对应一个逻辑点，集合Sn中的数据点个数是通过取整运算而得到的，可以和其他集合（例如Sm）相同，也可以不相同。这样显示器上显示区域对应的逻辑点上都具有一个集合S与之对应。

S3、获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。

S1至Sn中每个取起始点、终点以及极值点作为特征点。极值点包括极大值点和极小值点。因此，若极值点就是起始点和终点时，特征点就只有2个点，即起始点和终点，这种情况居多，即一般一个集合中取2个点；若极值点有一个为起始点或者终点时，特征点就为3个点，即起始点、终点和剩下一个极值点；若极值点与起始点和终点都不相同时，特征点就为4个点，即起始点、极小值点、极大值点和终点。这些特征点完全可以代表各个集合中点的波形特征，因此，选取这些特征点不会导致波形关键点丢失导致波形失真。

现有技术中采用屏幕分辨率来计算同一像素上的波形点的集合，当分辨率被调整时，同一像素上的波形点的集合中波形点个数会存在变化，从而导致了其提取的特征点的变化，在原始数据不变的情况下引起了波形变化，导致了波形失真。而用本实施例的特征点的提取与屏幕分辨率无关，不管怎么改变屏幕分辨率，同一逻辑点上的波形点的集合中的数据点是不会变化的，保证了波形稳定，不会引起波形失真。

本发明实施例的波形特征点的获取方法可以使波形绘制效率提高5-6倍。

本发明实施例还提供一种波形绘制方法。该波形绘制方法，包括采用上述波形特征点的获取方法获取特征点，计算所述特征点的坐标，顺序连接所述特征点。所述计算所述特征点的坐标具体如下：

横向坐标：Pj=P+j*SP，其中，j是所述特征点在所述波形数据中的位置，即原始数据集X中的位置；

纵向坐标：Yj=(yj*S*DPI)/(25.4*AD)，其中，yj是所述特征点的波形数值，S为增益，AD是模数转换值。本实施例优选AD为24位，该AD值为3495。

请参照图3，本发明实施例的波形特征点的获取装置包括间距获取模块110、集合获取模块120和特征点获取模块130。

该间距获取模块110，用于计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP。该间距获取模块110根据走纸速度、每逻辑英寸逻辑点个数以及采样率计算所述SP。进一步，优选所述间距获取模块110通过如下公式获得SP：

SP=(V/F)*(DPI/25.4)，其中，V是走纸速度，F是采样率，DPI是指每逻辑英寸中逻辑点个数。本发明实施例优选：V=25mm/s，F=1000，DPI=90，即SP=0.0886，每个逻辑点需约显示11个数据点。

本实施例的心电波形从采集盒或者心电图机中获得，为一个原始数据集X，X={X1,X2,X,…,Xi,…,Xn}，该数据集X中的数据点两两的间距是相等的，因为数据的获取是等时间间隔采集的。通过计算数据点X1与数据点X2之间的距离映射到电脑显示器上的逻辑距离SP，就可以知道每个逻辑点上数据点有哪些，进而可以获得该逻辑点上的特征点。

集合获取模块120，用于获取同一逻辑点上的波形点的集合。

所述集合获取模块120包括计算单元121、与所述计算单元121连接的取整单元122以及与所述取整单元122连接的归结单元123。

所述计算单元121根据Pi=P+i*SP计算波形上的第i点的横向位置，其中P为横向起始位置。P是显示器用于显示波形的起始位置的横向值。通过本步骤的计算，可以获得波形上所有的数据点的横向位置，Pi与Xi对应。

所述取整单元122对所述计算单元121获得Pi进行取整处理。假设P=0，那么P1=SP=0.0886，P2=0.1772，….，P10=0.886，P11=0.9746，P12=1.0632，…，P22=1.9492，P23=2.0378。P1至P11取整后各为0，p12至P22取整后各为1。依次对各个Pi进行取整处理。

所述归结单元123将整数部分相同的点归结为同一逻辑点上的波形点的集合。本步骤是将P1至P11对应的X1至X11归结为第一个集合S1，集合S1={X1,…,X11}。将P12至P22对应的X12至X22归结为第二个集合S2，集合S2={X12,…,X22}，依次形成若干集合，即S1、S2、S3、…、Sn。S1至Sn分别对应一个逻辑点，集合Sn中的数据点个数是通过取整运算而得到的，可以和其他集合（例如Sm）相同，也可以不相同。这样显示器上显示区域对应的的逻辑点上都有一个集合S与之对应。

特征点获取模块130，获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。S1至Sn中每个取起始点、终点以及极值点作为特征点。极值点包括极大值点和极小值点。因此，若极值点就是起始点和终点时，特征点就只有2个点，即起始点和终点；若极值点的一个为起始点或者终点中的一个时，特征点就为3个点，即起始点、终点和剩下一个极值点；若极值点与起始点和终点都不相同时，特征点就为4个点，即起始点、极小值点、极大值点和终点。这些特征点完全可以代表各个集合中点的波形特征，因此，选取这些特征点不会导致波形关键点丢失导致波形失真。

现有技术中采用屏幕分辨率来计算同一像素上的波形点的集合，当分辨率被调整时，同一像素上的波形点的集合中波形点个数会存在变化，从而导致了其提取的特征点的变化，在原始数据不变的情况下引起了波形变化，导致了波形失真。而用本实施例的特征点的提取与屏幕分辨率无关，不管怎么改变屏幕分辨率，同一逻辑点上的波形点的集合中的数据点是不会变化的，保证了波形稳定，不会引起波形失真。

请参照图5，本发明实施例的波形绘制设备，包括：上述波形特征点的获取装置10、用于计算所述特征点坐标的坐标计算装置20以及连线装置30，所述连线装置顺序连接所述特征点。

该坐标计算装置20根据计算所述特征点的坐标具体如下：

横向坐标：Pj=P+j*SP，其中，j是所述特征点在所述波形数据中的位置，即原始数据集X中的位置；

纵向坐标：Yj=(yj*S*DPI)/(25.4*AD)，其中，yj是所述特征点的波形数值，S为增益，AD是模数转换值。本实施例优选AD为24位，该AD值为3495。

以上对本发明所提供的特征点的获取方法和装置以及波形绘制方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种波形特征点的获取方法，其特征在于，包括：

S1、计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP；

S2、获取同一逻辑点上的波形点的集合；

S3、获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。

2.如权利要求1所述的波形特征点的获取方法，其特征在于，根据走纸速度、每逻辑英寸逻辑点个数以及采样率计算所述SP。

3.如权利要求2所述的波形特征点的获取方法，其特征在于，所述SP通过如下公式获得：

SP=(V/F)*(DPI/25.4)，其中，V是走纸速度，F是采样率，DPI是指每逻辑英寸中逻辑点个数。

4.如权利要求1所述的波形特征点的获取方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

首先，根据Pi=P+i*SP计算波形上的第i点的横向位置，其中P为横向起始位置；

其次，对所有Pi进行取整处理；

最后，将整数部分相同的点归结为同一逻辑点上的波形点的集合。

5.一种波形绘制方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1至4任一项所述的波形特征点的获取方法获取特征点，计算所述特征点的坐标，顺序连接所述特征点。

6.如权利要求5所述的波形绘制方法，其特征在于，所述计算所述特征点的坐标具体如下：

横向坐标：Pj=P+j*SP，其中，j是所述特征点在所述波形数据中的位置；

纵向坐标：Yj=(yj*S*DPI)/(25.4*AD)，其中，yj是所述特征点的波形数值，S为增益，AD是模数转换值。

7.一种波形特征点的获取装置，其特征在于，包括：

间距获取模块，用于计算波形数据上相邻两点的逻辑距离SP；

集合获取模块，用于获取同一逻辑点上的波形点的集合；以及

特征点获取模块，获取所述集合中的起始点、终点以及极值点作为特征点。

8.如权利要求7所述的波形特征点的获取装置，其特征在于，所述间距获取模块根据走纸速度、每逻辑英寸逻辑点个数以及采样率计算所述SP。

9.如权利要求8所述的波形特征点的获取装置，其特征在于，所述间距获取模块通过如下公式获得SP：

SP=(V/F)*(DPI/25.4)，其中，V是走纸速度，F是采样率，DPI是指每逻辑英寸中逻辑点个数。

10.如权利要求7所述的波形特征点的获取装置，其特征在于，所述集合获取模块包括计算单元、与所述计算单元连接的取整单元以及与所述取整单元连接的归结单元；所述计算单元根据Pi=P+i*SP计算波形上的第i点的横向位置，其中P为横向起始位置；所述取整单元对所述计算单元获得Pi进行取整处理；所述归结单元将整数部分相同的点归结为同一逻辑点上的波形点的集合。

11.一种波形绘制设备，其特征在于，包括：权利要求7至10任一项所述的波形特征点的获取装置、用于计算所述特征点坐标的坐标计算装置以及连线装置，所述连线装置顺序连接所述特征点。

12.如权利要求11所述的波形绘制设备，其特征在于，所述坐标计算装置计算所述特征点的坐标具体如下：

横向坐标：Pj=P+j*SP，其中，j是所述特征点在所述波形数据中的位置；

纵向坐标：Yj=(yj*S*DPI)/(25.4*AD)，其中，yj是所述特征点的波形数值，S为增益，AD是模数转换值。