CN106841730A - 一种数字示波器的彩色波形显示方法 - Google Patents

一种数字示波器的彩色波形显示方法 Download PDF

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    • G01R13/029—Software therefor

Abstract

本发明公开了一种数字示波器的彩色波形显示方法，该方法通过显示波形中色彩的冷暖来反映信号出现频度的高低。该方法首先在显示刷新定时时间内对采集的每帧波形点进行频度值统计处理，然后按统计的波形频度值大小将其分到对应的色彩组，最后在该色彩组内将其转换为对应的RGB显示数据。与单色波形显示方法相比，本发明方法的彩色波形显示的色彩等级远远大于单色波形显示的亮度等级，因而可以呈现被测信号的更多细节、更好地呈现长时间内信号的变化情况。本发明方法可用FPGA硬件实现，转换RGB显示数据的速度快，波形更新率高。

Description

一种数字示波器的彩色波形显示方法
技术领域
本发明涉及一种数字示波器的彩色波形显示方法，属于数字示波器的显示技术领域。
背景技术
近年来,复杂动态信号的测量向工程技术人员提出了挑战。在测量如视频信号、调制信号等不断随时间变化的复杂动态信号时，由于传统数字示波器单色波形显示一般采用软件作图的方法，由采集数据作图显示波形的速度较慢，波形更新率较低，往往会漏失许多信号变化的细节。另外，虽然单色显示的亮度等级能达到几十种、甚至上百种，但是，人眼对单种色彩亮度变化的分辨能力却达不到那么高，因此，无法清晰地观测、很好地辨别出那些复杂动态信号的变化细节，从而影响到工程技术人员对这些复杂动态信号的测量与相关的调试工作。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种显示波形的色彩等级远远大于单色波形显示的亮度等级且可用FPGA硬件实现、转换RGB显示数据速度快、波形更新率高的数字示波器彩色波形显示方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种数字示波器的彩色波形显示方法，包括以下步骤：
步骤(1)，对显示刷新定时时间内统计的波形频度值的最大取值范围进行色彩分组，得到每组色彩的频度值区间，其中，色彩分组是将波形频度值的最大取值范围按从高到低的顺序对色彩从暖到冷进行分组。
步骤(2)，在显示刷新定时时间内对采集的每帧波形点进行频度值统计处理。
步骤(3)，在显示刷新定时时间到时，将步骤(2)得到的波形点频度值读出，并根据步骤(1)划分的色彩分组的频度值区间，判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到各点波形显示对应的色彩组。
步骤(4)，根据步骤(3)确定的色彩组，将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据。
优选的：所述步骤(1)中，显示刷新定时时间的设置可根据定时时间内统计的波形频度值的最大值作调节，使得波形频度值的最大值接近二的幂次方，以方便色彩分组和判别。
优选的：所述步骤(1)中，色彩分组是将波形频度值的最大取值范围按从高到低的顺序对应分到如下色彩从暖到冷的色彩组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑。如果波形频度值的最大取值范围较大，即如果波形频度值的最大取值大于一定阈值，为更清晰地显示那些出现频度较低的波形点，则可将对应频度值最低的“蓝-黑”这组进一步细分组。
优选的：所述步骤(1)中，对波形频度值最大取值范围的色彩分组组数S可按以下方法确定：
假设波形频度值的最大取值范围为[0,F-1]，波形频度值可以用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0，按显示采用的格式分情况确定色彩分组组数S，具体方法如下：
1)显示采用RGB24格式：
如果K≥(8+(8-log4))，即K≥14，则色彩分组时，除“红-黄”、“黄-绿”、“绿-蓝绿”、“蓝绿-蓝”这4组外，“蓝-黑”这组还可进一步细分4组，为方便后续转换RGB显示数据，色彩分组的组数最好是二的幂次方，因此，蓝-黑这组可进一步细分为4组，这样色彩分组的组数正好是23＝8，即色彩分组组数S＝8。
如果(5+8)≤K＜14，即K＝13，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5。
如果K＜13，F＜213，即波形频度值的最大取值范围不够大，则显示采用RGB24格式的情况下，无法满足色彩分组的要求。
如果10≤K＜13，可将显示改为RGB565格式，进行色彩分组。
2)显示采用RGB565格式：
如果K≥(8+(5-log4))，即K≥11，则色彩分组时除“红-黄”、“黄-绿”、“绿-蓝绿”、“蓝绿-蓝”这4组外，“蓝-黑”这组还可进一步细分4组，总色彩分组组数S＝8。
如果(5+5)≤K＜11，即K＝10，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5。
如果K＜10，F＜210，即波形频度值的最大取值范围不够大，则无法满足色彩分组的要求。
优选的：所述步骤(1)中，对波形频度值最大取值范围的色彩分组采用近似对数的方法,具体分组如下：
将[0,F-1]区间按近似对数的方法分为S个色彩组，按色彩分组组数S的取值情况，每组的频度值区间为：
1)色彩分组组数S＝8：
第7组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[F/2，F-1]。
第6组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[F/22，F/2-1]。
第5组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[F/23，F/22-1]。
第4组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[F/24，F/23-1]。
第3组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/25，F/24-1]。
第2组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/26，F/25-1]。
第1组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/27，F/26-1]。
第0组为“蓝-黑”色彩组，频度值区间为[0，F/27-1]。
2)色彩分组组数S＝5：
第4组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[F/2，F-1]。
第3组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[F/22，F/2-1]。
第2组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[F/23，F/22-1]。
第1组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[F/24，F/23-1]。
第0组为“蓝-黑”色彩组，频度值区间为[0，F/24-1]。
优选的：所述步骤(3)中，判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到波形点显示对应色彩组的具体方法为：
波形点频度值用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0，因为波形频度值的最大值接近二的幂次方，因此，可采用下述方法判别色彩分组：
若bk-1＝1，则对应色彩组为“红—黄”。
若bk-1bk-2＝01，则对应色彩组为“黄—绿”。
若bk-1bk-2bk-3＝001，则对应色彩组为“绿—蓝绿”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4＝0001，则对应色彩组为“蓝绿—蓝”。
a)“蓝-黑”只有一组的情况：
若bk-1bk-2bk-3bk-4＝0000，则对应色彩组为“蓝-黑”。
b)“蓝-黑”进一步细分4组的情况：
假设细分组的二进制组号为“Z1Z0”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5＝00001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“11”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6＝000001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“10”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7＝0000001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“01”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7＝0000000，则对应色彩组为“蓝-黑”，细分组号“Z1Z0”为“00”。
优选的：所述步骤(4)中，将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据的方法具体如下：
如果采用RGB24显示格式，则RGB显示数据为24位二进制数{R，G，B}，包含8位R分量、8位G分量和8位B分量。如果采用RGB565显示格式，则RGB显示数据为16位二进制数{R，G，B}，包含5位R分量、6位G分量和5位B分量。
波形点频度值用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0。
1)波形点频度值所属色彩组为“红--黄”
R分量：赋全1。
G分量：
RGB24显示格式：“bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9”按位取反。
RGB565显示格式：“bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7”按位取反。
B分量：赋全0。
2)波形点频度值所属色彩组为“黄—绿”
R分量：
RGB24格式：赋“bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”。
RGB565格式：赋“bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7”。
G分量：赋全1。
B分量：赋全0。
3)波形点频度值所属色彩组为“绿--蓝绿”
R分量：赋全0。
G分量：赋全1。
B分量：
RGB24格式：“bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11”按位取反。
RGB565格式：“bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8”按位取反。
4)波形点频度值所属色彩组为“蓝绿—蓝”
R分量：赋全0。
G分量：
RGB24格式：赋“bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11bk-12”。
RGB565格式：赋“bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”。
B分量：赋全1。
5)波形点频度值所属色彩组为“蓝-黑”，且“蓝-黑”只有一组
R分量：赋全0。
G分量：赋全0。
B分量：
RGB24格式：赋“bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11bk-12bk-13”。
RGB565格式：赋“bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”。
6)波形点频度值所属色彩组为“蓝-黑”，且“蓝-黑”进一步细分4组
R分量：赋全0。
G分量：赋全0：
B分量：最高2位赋细分组号“Z1Z0”。
RGB24格式：低6位赋“bk-9bk-10bk-11bk-12bk-13bk-14”。
RGB565格式：低3位赋“bk-9bk-10bk-11”。
与单色波形显示方法相比，本发明的彩色波形显示方法运用了红-黄-绿-蓝绿-蓝-黑的各种色彩，每种色彩的亮度等级与单色波形显示的亮度等级相同，其显示波形总的色彩等级远远大于单色波形显示的亮度等级，因此，运用本发明的彩色波形显示方法，人眼在观测变化复杂的动态信号时，容易分辨出更多的波形细节和信号的变化情况。
具体来说：对RGB24显示格式，单色波形显示的最大亮度等级为28＝256，本发明的彩色波形显示最大色彩等级为5*28＝1280。对RGB565显示格式，单色波形显示的最大亮度等级为26＝64，本发明的彩色波形显示最大色彩等级为3*25+2*26＝224。两种显示格式下本发明彩色波形显示的色彩等级均远远大于单色波形显示的亮度等级。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
1.本发明方法彩色波形显示的色彩等级远远大于单色波形显示的亮度等级，这样能呈现被测信号的更多细节、更好地呈现长时间内信号的变化情况，能更清楚地观测如视频信号、调制信号等复杂动态信号。
2.本发明的方法只用到一些加法计数、数值大小的比较和简单的判别处理，非常方便硬件实现。
3.本发明的方法可用FPGA硬件实现，由采集的波形数据转换为RGB显示数据的速度快，波形更新率高，可以捕获、显示更多的信号细节与变化。
附图说明
图1为本发明方法的流程步骤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种数字示波器的彩色波形显示方法，图1是所示，包括以下步骤：
步骤(1)，对显示刷新定时时间内统计的波形频度值的最大取值范围进行色彩分组，得到每组色彩的频度值区间，其中，色彩分组是将波形频度值的最大取值范围按从高到低的顺序对色彩从暖到冷进行分组。显示刷新定时时间的设置可根据定时时间内统计的波形频度值的最大值作调节，使得波形频度值的最大值接近二的幂次方，以方便色彩分组和判别。
色彩分组是将波形频度值的最大取值范围按从高到低的顺序对应分到如下色彩从暖到冷的色彩组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑。如果波形频度值的最大取值范围较大，即如果波形频度值的最大取值大于一定阈值，为更清晰地显示那些出现频度较低的波形点，则可将对应频度值最低的“蓝-黑”这组进一步细分组。
对波形频度值最大取值范围的色彩分组组数S可按以下方法确定：
假设波形频度值的最大取值范围为[0,F-1]，波形频度值可以用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0，按显示采用的格式分情况确定色彩分组组数S，具体方法如下：
1)显示采用RGB24格式：
如果K≥(8+(8-log4))，即K≥14，则色彩分组时，除“红-黄”、“黄-绿”、“绿-蓝绿”、“蓝绿-蓝”这4组外，“蓝-黑”这组还可进一步细分4组，为方便后续转换RGB显示数据，色彩分组的组数最好是二的幂次方，因此，蓝-黑这组可进一步细分为4组，这样色彩分组的组数正好是23＝8，即色彩分组组数S＝8。
如果(5+8)≤K＜14，即K＝13，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5。
如果K＜13，F＜213，即波形频度值的最大取值范围不够大，则显示采用RGB24格式的情况下，无法满足色彩分组的要求。
如果10≤K＜13，可将显示改为RGB565格式，进行色彩分组。
2)显示采用RGB565格式：
如果K≥(8+(5-log4))，即K≥11，则色彩分组时除“红-黄”、“黄-绿”、“绿-蓝绿”、“蓝绿-蓝”这4组外，“蓝-黑”这组还可进一步细分4组，总色彩分组组数S＝8。
如果(5+5)≤K＜11，即K＝10，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5。
如果K＜10，F＜210，即波形频度值的最大取值范围不够大，则无法满足色彩分组的要求。
对波形频度值最大取值范围的色彩分组采用近似对数的方法,具体分组如下：
将[0,F-1]区间按近似对数的方法分为S个色彩组，按色彩分组组数S的取值情况，每组的频度值区间为：
1)色彩分组组数S＝8：
第7组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[F/2，F-1]。
第6组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[F/22，F/2-1]。
第5组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[F/23，F/22-1]。
第4组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[F/24，F/23-1]。
第3组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/25，F/24-1]。
第2组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/26，F/25-1]。
第1组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/27，F/26-1]。
第0组为“蓝-黑”色彩组，频度值区间为[0，F/27-1]。
2)色彩分组组数S＝5：
第4组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[F/2，F-1]。
第3组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[F/22，F/2-1]。
第2组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[F/23，F/22-1]。
第1组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[F/24，F/23-1]。
第0组为“蓝-黑”色彩组，频度值区间为[0，F/24-1]。
步骤(2)，在显示刷新定时时间内对采集的每帧波形点进行频度值统计处理。
步骤(3)，在显示刷新定时时间到时，将步骤(2)得到的波形点频度值读出，并根据步骤(1)划分的色彩分组的频度值区间，判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到各点波形显示对应的色彩组。
判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到波形点显示对应色彩组的具体方法为：
波形点频度值用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0，因为波形频度值的最大值接近二的幂次方，因此，可采用下述方法判别色彩分组：
若bk-1＝1，则对应色彩组为“红—黄”。
若bk-1bk-2＝01，则对应色彩组为“黄—绿”。
若bk-1bk-2bk-3＝001，则对应色彩组为“绿—蓝绿”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4＝0001，则对应色彩组为“蓝绿—蓝”。
a)“蓝-黑”只有一组的情况：
若bk-1bk-2bk-3bk-4＝0000，则对应色彩组为“蓝-黑”。
b)“蓝-黑”进一步细分4组的情况：
假设细分组的二进制组号为“Z1Z0”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5＝00001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“11”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6＝000001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“10”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7＝0000001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“01”。
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7＝0000000，则对应色彩组为“蓝-黑”，细分组号“Z1Z0”为“00”。
步骤(4)，根据步骤(3)确定的色彩组，将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据。
如果采用RGB24显示格式，则RGB显示数据为24位二进制数{R，G，B}，包含8位R分量、8位G分量和8位B分量。如果采用RGB565显示格式，则RGB显示数据为16位二进制数{R，G，B}，包含5位R分量、6位G分量和5位B分量。
波形点频度值用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0。
1)波形点频度值所属色彩组为“红--黄”
R分量：赋全1。
G分量：
RGB24显示格式：“bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9”按位取反。
RGB565显示格式：“bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7”按位取反。
B分量：赋全0。
2)波形点频度值所属色彩组为“黄—绿”
R分量：
RGB24格式：赋“bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”。
RGB565格式：赋“bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7”。
G分量：赋全1。
B分量：赋全0。
3)波形点频度值所属色彩组为“绿--蓝绿”
R分量：赋全0。
G分量：赋全1。
B分量：
RGB24格式：“bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11”按位取反。
RGB565格式：“bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8”按位取反。
4)波形点频度值所属色彩组为“蓝绿—蓝”
R分量：赋全0。
G分量：
RGB24格式：赋“bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11bk-12”。
RGB565格式：赋“bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”。
B分量：赋全1。
5)波形点频度值所属色彩组为“蓝-黑”，且“蓝-黑”只有一组
R分量：赋全0。
G分量：赋全0。
B分量：
RGB24格式：赋“bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11bk-12bk-13”。
RGB565格式：赋“bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”。
6)波形点频度值所属色彩组为“蓝-黑”，且“蓝-黑”进一步细分4组
R分量：赋全0。
G分量：赋全0：
B分量：最高2位赋细分组号“Z1Z0”。
RGB24格式：低6位赋“bk-9bk-10bk-11bk-12bk-13bk-14”。
RGB565格式：低3位赋“bk-9bk-10bk-11”。
实例
一种数字示波器的彩色波形显示方法，通过显示波形中色彩的冷暖来反映信号出现频度的高低。如图1所示，包括以下步骤：
步骤(1)，对显示刷新定时时间内统计的波形频度值的最大取值范围进行色彩分组，得到每组色彩的频度值区间。
显示刷新定时时间的设置可根据定时时间内统计的波形频度值的最大值作调节，使得波形频度值最大值接近二的幂次方，以方便色彩分组和判别。
假设波形频度值的最大取值范围为[0,213-1]，波形频度值可以用13位二进制表示为：b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b0；假设显示采用RGB24格式，因为K＝13，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5；各色彩分组的频度值区间如下所示：
第4组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[212，213-1]；
第3组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[211，212-1]；
第2组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[210，211-1]；
第1组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[29，210-1]；
第0组为“蓝—黑”色彩组，频度值区间为[0，29-1]。
步骤(2)，在显示刷新定时时间内对采集的每帧波形点进行频度值统计处理。
假设以10点为例，在刷新定时时间内统计处理的波形点频度值如表1所示。
表1波形点频度值的色彩分组和RGB显示数据的转换
步骤(3)，在显示刷新定时时间到时，将步骤(2)得到的波形点频度值读出，并根据步骤(1)划分的各色彩分组的频度值区间，判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到各点波形显示对应的色彩组。
读出例举的10个波形点的频度值，根据步骤(1)划分的各色彩分组的频度值区间，判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到各点波形显示对应的色彩组，具体判断方法如下所示：
若b12＝1，则对应色彩组为“红—黄”；
若b12b11＝01，则对应色彩组为“黄—绿”；
若b12b11b10＝001，则对应色彩组为“绿—蓝绿”；
若b12b11b10b9＝0001，则对应色彩组为“蓝绿—蓝”；
若b12b11b10b9＝0000，则对应色彩组为“蓝-黑”。
例举的10个波形点显示对应的色彩组如表1所示。
步骤(4)，根据步骤(3)确定的色彩组，将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据。
将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据的方法具体如下：
RGB24格式的显示数据为24位二进制数{R，G，B}，包含8位R分量、8位G分量和8位B分量。
波形点频度值用13位二进制表示为：b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b0。
1)波形点频度值所属色彩组为第4组，即“红--黄”组
R分量：“11111111”；
G分量：“b11b10b9b8b7b6b5b4”按位取反；
B分量：“00000000”；
2)波形点频度值所属色彩组为第3组，即“黄—绿”组
R分量：“b10b9b8b7b6b5b4b3”；
G分量：“11111111”；
B分量：“00000000”；
3)波形点频度值所属色彩组为第2组，即“绿--蓝绿”组
R分量：“00000000”；
G分量：“11111111”；
B分量：“b9b8b7b6b5b4b3b2”按位取反；
4)波形点频度值所属色彩组为第1组，即“蓝绿—蓝”组
R分量：“00000000”；
G分量：“b8b7b6b5b4b3b2b1”；
B分量：“11111111”；
5)波形点频度值所属色彩组为第0组，即“蓝”组
R分量：“00000000”；
G分量：“00000000”；
B分量：“b7b6b5b4b3b2b1b0”。
例举的10个波形点按上述转换方法和步骤(3)得到的所属色彩分组值，将频度值转换的RGB24格式的显示数据如表1所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，对显示刷新定时时间内统计的波形频度值的最大取值范围进行色彩分组，得到每组色彩的频度值区间；其中，色彩分组是将波形频度值的最大取值范围按从高到低的顺序对色彩从暖到冷进行分组；
步骤(2)，在显示刷新定时时间内对采集的每帧波形点进行频度值统计处理；
步骤(3)，在显示刷新定时时间到时，将步骤(2)得到的波形点频度值读出，并根据步骤(1)划分的色彩分组的频度值区间，判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到各点波形显示对应的色彩组；
步骤(4)，根据步骤(3)确定的色彩组，将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据。
2.根据权利要求1所述数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于：所述显示刷新定时时间的设置可根据定时时间内统计的波形频度值的最大值作调节，使得波形频度值的最大值接近二的幂次方。
3.根据权利要求1所述数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于：所述步骤(1)中色彩分组是将波形频度值的最大取值范围按从高到低的顺序对应分到如下色彩从暖到冷的色彩组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑；如果波形频度值的最大取值大于一定阈值，将对应频度值最低的“蓝-黑”这组进一步细分。
4.根据权利要求3所述数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于：所述步骤(1)中对波形频度值最大取值范围的色彩分组按以下方法确定：
假设波形频度值的最大取值范围为[0,F-1]，波形频度值可以用K位二进制表示为：bk- 1bk-2bk-3……b2b1b0，按显示采用的格式分情况确定色彩分组组数S:
(1)显示采用RGB24格式：
如果K≥(8+(8-log4))，即K≥14，则色彩分组时，除“红-黄”、“黄-绿”、“绿-蓝绿”、“蓝绿-蓝”这4组外，“蓝-黑”这组还可进一步细分4组，色彩分组组数S＝8；
如果(5+8)≤K＜14，即K＝13，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5；
如果K＜13，F＜213，则无法满足色彩分组的要求；
如果10≤K＜13，可将显示改为RGB565格式，进行色彩分组；
(2)显示采用RGB565格式：
如果K≥(8+(5-log4))，即K≥11，则色彩分组时，除“红-黄”、“黄-绿”、“绿-蓝绿”、“蓝绿-蓝”这4组外，“蓝-黑”这组还可进一步细分4组，总色彩分组组数S＝8；
如果(5+5)≤K＜11，即K＝10，则色彩分组可分为以下5组：红-黄、黄-绿、绿-蓝绿、蓝绿-蓝、蓝-黑，色彩分组组数S＝5；
如果K＜10，F＜210，则无法满足色彩分组的要求。
5.根据权利要求4所述数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于：所述步骤(1)中对波形频度值最大取值范围的色彩分组采用近似对数的方法,具体分组如下：
将[0,F-1]区间按近似对数的方法分为S个色彩组，按色彩分组组数S的取值情况，每组的频度值区间为：
1)色彩分组组数S＝8：
第7组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[F/2，F-1]；
第6组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[F/22，F/2-1]；
第5组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[F/23，F/22-1]；
第4组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[F/24，F/23-1]；
第3组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/25，F/24-1]；
第2组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/26，F/25-1]；
第1组为“蓝”色彩组，频度值区间为[F/27，F/26-1]；
第0组为“蓝-黑”色彩组，频度值区间为[0，F/27-1]；
2)色彩分组组数S＝5：
第4组为“红-黄”色彩组，频度值区间为[F/2，F-1]；
第3组为“黄-绿”色彩组，频度值区间为[F/22，F/2-1]；
第2组为“绿-蓝绿”色彩组，频度值区间为[F/23，F/22-1]；
第1组为“蓝绿-蓝”色彩组，频度值区间为[F/24，F/23-1]；
第0组为“蓝-黑”色彩组，频度值区间为[0，F/24-1]。
6.根据权利要求1所述数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于：所述步骤(3)中判断各波形点频度值所属的色彩分组区间，得到波形点显示对应色彩组的方法：
波形点频度值用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0，采用下述方法判别色彩分组：
若bk-1＝1，则对应色彩组为“红—黄”；
若bk-1bk-2＝01，则对应色彩组为“黄—绿”；
若bk-1bk-2bk-3＝001，则对应色彩组为“绿—蓝绿”；
若bk-1bk-2bk-3bk-4＝0001，则对应色彩组为“蓝绿—蓝”；
a)“蓝-黑”只有一组的情况：
若bk-1bk-2bk-3bk-4＝0000，则对应色彩组为“蓝-黑”；
b)“蓝-黑”进一步细分4组的情况：
假设细分组的二进制组号为“Z1Z0”；
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5＝00001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“11”；
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6＝000001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“10”；
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7＝0000001，则对应色彩组为“蓝”，细分组号“Z1Z0”为“01”；
若bk-1bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7＝0000000，则对应色彩组为“蓝-黑”，细分组号“Z1Z0”为“00”。
7.根据权利要求1所述数字示波器的彩色波形显示方法，其特征在于：所述步骤(4)中，将波形点频度值转换为对应的RGB显示数据的方法具体如下：
如果采用RGB24显示格式，则RGB显示数据为24位二进制数{R，G，B}，包含8位R分量、8位G分量和8位B分量；如果采用RGB565显示格式，则RGB显示数据为16位二进制数{R，G，B}，包含5位R分量、6位G分量和5位B分量；
波形点频度值用K位二进制表示为：bk-1bk-2bk-3……b2b1b0；
1)波形点频度值所属色彩组为“红--黄”
R分量：赋全1；
G分量：
RGB24显示格式：“bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9”按位取反；
RGB565显示格式：“bk-2bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7”按位取反；
B分量：赋全0；
2)波形点频度值所属色彩组为“黄—绿”
R分量：
RGB24格式：赋“bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”；
RGB565格式，赋“bk-3bk-4bk-5bk-6bk-7”；
G分量：赋全1；
B分量：赋全0；
3)波形点频度值所属色彩组为“绿—蓝绿”
R分量：赋全0；
G分量：赋全1；
B分量：
RGB24格式：“bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11”按位取反；
RGB565格式，“bk-4bk-5bk-6bk-7bk-8”按位取反；
4)波形点频度值所属色彩组为“蓝绿—蓝”
R分量：赋全0；
G分量：
RGB24格式：赋“bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11bk-12”；
RGB565格式：赋“bk-5bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”；
B分量：赋全1；
5)波形点频度值所属色彩组为“蓝-黑”，且“蓝-黑”只有一组
R分量：赋全0；
G分量：赋全0；
B分量：
RGB24格式：赋“bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10bk-11bk-12bk-13”；
RGB565格式：赋“bk-6bk-7bk-8bk-9bk-10”；
6)波形点频度值所属色彩组为“蓝-黑”，且“蓝-黑”进一步细分4组
R分量：赋全0；
G分量：赋全0：
B分量：最高2位赋细分组号“Z1Z0”；
RGB24格式：低6位赋“bk-9bk-10bk-11bk-12bk-13bk-14”；
RGB565格式，低3位赋“bk-9bk-10bk-11”。
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