CN108627695A - 一种异常信号显示方法及频谱分析系统、数字频谱分析仪 - Google Patents

Abstract

一种异常信号显示方法，包括频谱波形映射过程、异常波形检测过程和频谱波形显示过程，频谱波形映射过程和异常波形检测过程完全独立，在频谱波形显示步骤过程中，将频谱波形按照该频谱波形对应的颜色进行显示，且该频谱波形上各波形点按照其强度值对应的灰度等级进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖像素列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示。该方法可使得异常波形点处的波形颜色与其它波形颜色保持一致，从而不影响对频谱波形的分析和观察。而且，本申请还提出了一种频谱分析系统，包括频谱数据获取单元、频谱数据映射控制单元、模板检测单元和频谱波形显示单元。

Description

一种异常信号显示方法及频谱分析系统、数字频谱分析仪

技术领域

本发明涉及频谱分析仪，具体涉及一种异常信号显示方法及频谱分析系统、数字频谱分析仪。

背景技术

在用频谱分析仪对被测信号进行观察监测时，常将被测信号从时域信号转换为频域信号然后从频率和强度两个方面对被测信号进行分析，被观察的频域信号往往存在频率或者强度要求之外的异常情况，为区分频域信号中的异常信号和非异常信号，现有技术中使用了频率模板的异常信号检测技术。如图1所示，将频谱信号和频率模板共同显示在同一网格窗口上，用频率模板所在区域标识异常信号的显示范围，而用频率模板之外的区域标识非异常信号的显示范围，当有一段信号出现在频率模板上时，认为该段信号为异常信号。

在现有技术中，将频域信号所对应的频谱数据和频率模板数据进行比较判断一波形点是否“压”在频率模板上而形成异常波形点。在频谱波形(即频域信号)压到频率模板时，所压处的波形点对应的像素颜色会被更改为某个特定优先级的颜色，所有压了频率模板的波形点颜色会被标记为统一的颜色，以使其和正常波形点的颜色区分开来。因此，在对每一帧频谱数据进行显示时，需要对波形映射空间中的每个波形点进行额外判断(判断该波形点是否压了模板，以此来确定该波形点对应的像素点的显示颜色)，增加了波形映射的复杂度。此外，由于用特定的颜色直接代替压了模板的波形点颜色，使得位于模板区域的频谱波形颜色不再具有灰度等级效果，不利于技术人员对频谱波形的观察和分析。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何对异常波形点进行突出提示。

根据第一方面，本发明提供了一种异常信号显示方法，包括以下步骤：

获取频谱数据；

根据输入的频谱数据得到各波形点对应的强度值，不同强度值对应不同的灰度等级；

获取频率模板数据，所述频率模板包括正常区域和异常区域；

根据频率模板数据检测所述频谱数据中的异常波形点，所述异常波形点是指频谱波形中进入频率模板异常区域的波形点；

频谱波形显示步骤，将频谱波形按照该频谱波形对应的颜色进行显示，且该频谱波形上各波形点按照其强度值对应的灰度等级进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖像素列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示，所述空白像素点是指不在任何频谱波形上的像素点。

根据第二方面，本发明提供了一种频谱分析系统，包括：

频谱数据获取单元，用于获取频谱数据；

频谱数据映射控制单元，用于根据频谱数据得到各波形点对应的强度值；

模板检测单元，用于获取频率模板数据，并根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点，所述频率模板包括正常区域和异常区域，所述异常波形点是指频谱波形中进入频率模板异常区域的波形点；

频谱波形显示单元，用于将频谱波形按照该频谱波形对应的颜色进行显示，且该频谱波形上各波形点按照其强度值对应的灰度等级进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖像素列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示，所述空白像素点是指不在任何频谱波形上的像素点。

根据第三方面，本发明提供了一种数字频谱分析仪，包括：

存储器，用于存储频率模板数据和程序；

处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现异常信号显示方法。

此外，还公开了一种计算机可读存储介质，包括：程序，所述程序能够被处理器执行以实现异常信号显示方法。

本发明的有益效果是：

上述实施例提供的一种异常信号显示方法及频谱分析系统、数字频谱分析仪，将频谱波形按照该频谱波形对应的颜色进行显示，且该频谱波形上各波形点按照其强度值对应的灰度等级进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖像素列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示，从而使得异常波形点仍然按照其所在波形的颜色进行显示，按照其强度值显示灰度等级，便于用户观察、分析和/或测量。

附图说明

图1为频谱信号的显示示意图；

图2为实施例一频谱分析系统的结构框图；

图3为实施例一频谱分析系统的详细结构示意图；

图4为实施例二异常信号显示方法的流程示意图；

图5a为异常波形点显示方法的流程示意图；

图5b为频谱波形和频率模板融合显示方法的流程示意图；

图6为异常波形点的检测结果示意图；

图7为另一种异常波形点的检测结果示意图；

图8为频谱波形融合显示的过程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

请参考图2，本申请公开了一种频谱分析系统，包括：频谱数据获取单元11、频谱数据映射控制单元12、模板检测单元13和频谱波形显示单元14，下面分别说明。

频谱数据获取单元11用于获取频谱数据，每个频谱数据通常由时域数据通过傅里叶变换得到，频谱数据可以是一个二维数据，包括频率和幅度。频谱数据的获取技术已被广泛应用于各类测量仪器中，属于现有技术，这里不再进行说明。

频谱数据映射控制单元12用于将输入的频谱数据在频谱波形映射空间15中进行显示空间映射，得到频谱波形的图像帧，并根据频谱数据得到各波形点对应的强度值。见图3，频谱波形映射空间15为一个二维矩阵空间，横轴表示频率，纵轴表示波形幅度值，频谱波形映射空间15还包括与频谱波形图像帧上的每个像素点一一对应的存储单元，每个存储单元中的数值包含优先级和强度值，其中优先级用来标记各种图像数据在后续的融合显示时最终在屏幕上出现的前后层次关系，强度值则与最终颜色的灰度等级(即亮暗)相关。本实施例中，还对存储单元的优先级赋予颜色属性，将优先级设置为用于确定该像素点显示颜色的颜色代码，每一个代码表示一种颜色。

频谱数据映射控制单元12根据输入频谱数据的序号和其幅度，在该二维矩阵相应存储单元中记录该波形点出现的次数，从而将频率-幅度空间转换为频率-强度值空间，可得到该频谱波形上各频率点的强度值。对于该频谱波形的图像帧上的各像素点而言，如果该像素点在频谱波形上，则该像素点的强度值可根据频率-强度值得到，如果该像素点不在频谱波形上，则该像素点的强度值为0。因此可得到整个图像帧上的各像素点的强度值。

经过上述处理后，图像帧上的所有像素点都有颜色代码和强度值。颜色代码可以采用数字、字母、符号等方式表示。可以预先设置一颜色代码和颜色对应表，不同的颜色代码对应不同的颜色，在后续进行RGB颜色转换时，系统可通过颜色代码确定出该像素应该显示什么颜色，通过强度值可确定该像素点应该显示的灰度等级。

在一种实施例中，频谱数据映射控制单元12可以将图像帧上每个像素点的颜色代码设置为一个初始代码，也可以将频谱波形上各像素点的颜色代码设置为与各频谱波形对应的颜色代码，以使不同的波形显示不同的颜色，将不在频谱波形上各像素点的颜色代码设置为一个初始代码。初始代码对应某一种颜色。

模板检测单元13用于获取频率模板数据，并根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点，该频率模板包括正常区域和异常区域，这里的异常波形点是指频谱波形中覆盖在频率模板异常区域的波形点。一种较优的实施例中，模板检测单元13包括模板存储单元131、模板检测控制单元132、模板异常检测单元133和模板检测记录单元134，见图3，分别说明如下。

模板存储单元131用于存储系统配置的频率模板，该频率模板中包括正常区域和异常区域，配置频率模板的过程是由技术人员按照需求设计并由CPU处理器生成。在一具体实施例中，该频率模板包括与频谱波形显示区域相同的像素矩阵，将频率模板的异常区域的像素赋值为第一值(比如1)，并存储在异常区域的像素对应的各存储单元中，将频率模板的正常区域的像素赋值为第二值(比如0)，并存储在正常区域的像素对应的各存储单元中，每个存储单元对应一个像素点，且每个像素点代表1bit的信息量。本文称这种模板为数字频率模板，系统只需要一次性完成频率模板的产生和配置即可，后续在将频谱波形和模板比对时，只需要从模板中读取对应位置的记录值即可，简化了根据频率模板检测异常波形点的过程。

模板检测控制单元132对频谱数据获取单元11、模板存储单元131和模板异常检测单元133均具有控制作用，并根据输入数据的节拍，将模板存储单元中相应波形点的信息依次读出。模板检测控制单元132每个操作节拍从频谱数据获取单元11中读取一个频谱波形点，得到该波形点在一帧图像中的显示位置，然后根据该波形点的显示位置从模板存储单元131中的相同位置读取信息，并将读取的波形点和模板信息输出给模板异常检测单元133。。

模板异常检测单元133用于对输入的波形点和从模板存储单元131中读出的频率模板数据进行比较，将比较结果分别记录在模板检测记录单元134中。当从模板存储单元131中读出的频率模板数据为第一值(比如1)时，认为该波形点为异常波形点，当从模板存储单元131中读出的频率模板数据为第二值(比如0)时，认为该波形点为正常波形点。

模板检测记录单元134包括多个存储单元，每个存储单元对应频率模板中的一像素列，同时也对应频谱数据图像帧上的同一位置的一像素列。当该像素列上存在异常波形点时在其对应的存储单元中记录第一值(比如1)，当该列上不存在异常波形点时在其对应的存储单元中记录第二值(比如0)。因此可将每一次屏幕刷新周期内的各帧数据的模板检测结果统一标记到一个一维的矩阵中，该矩阵的长度等于每帧数据的长度，而矩阵中每个单元的大小只需要1比特存储空间。在后续对异常波形点进行显示控制时，可根据模板检测记录单元134中的记录值判断对应的像素列中是否存在异常波形点。

在较优的实施例中，由于频率模板和模板检测记录单元的这种设计，使得在屏幕刷新周期内，模板检测与波形映射可完全独立，不需要在波形映射空间中去对每一帧数据进行压模板判断以及颜色标记，这样不仅减少了为标记异常波形点所占用的存储空间，而且也简化了后续的异常波形点的显示控制。

频谱波形显示单元14用于将频谱波形上的每个像素点按照该频谱波形对应的颜色和该频谱波形上各波形点的强度值对应的灰度值进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示，这里的空白像素点是指不在任何频谱波形上的像素点。频谱波形显示单元14包括异常波形显示控制子单元141和RGB颜色转换子单元143，见图3，分别说明如下。

异常波形显示控制子单元141与频谱数据映射控制单元12连接，用于从频谱波形映射空间15获取各存储单元的强度值，当存储单元的强度值大于0时，将该存储单元的颜色代码设置为对应频谱波形的颜色代码。如果该存储单元的颜色代码设置为对应频谱波形的颜色代码，则保持该颜色代码不变。当存储单元的强度值等于0时，判断该强度值对应的像素所在列上是否存在异常波形点，如果有，则将该存储单元的颜色代码改变为与标记颜色对应的代码。当存储单元的强度值等于0且该强度值对应的像素所在列上不存在异常波形点时，保持该存储单元的颜色代码不变。从而可确定出频谱数据的整个图像帧中各像素的显示颜色。其中，异常波形显示控制单元141在判断强度值对应的像素所在列上是否存在异常波形点时，包括：读取模板检测记录单元134的各存储单元中的记录值，根据记录值判断该列上是否存在异常波形点，具体过程可参考对模板异常检测单元133的说明内容。

RGB颜色转换子单元143与异常波形显示控制子单元141信号连接，用于根据频谱波形映射空间15中各存储单元的颜色代码和强度值显示与该存储单元对应的像素的颜色和灰度等级。例如，颜色代码1表示显示红色，颜色代码2表示显示绿色，颜色代码3表示显示蓝色，颜色代码4表示显示紫色，颜色代码5表示显示白色，等等，从而使得各像素点显示出用户期望的颜色和灰度等级。

本实施例的技术方案使得频谱波形显示出各自不同的颜色，当存在异常波形点时，本实施例不是将异常波形点标记为预定的标记颜色，而是使异常波形点所在列的空白像素点都显示成标记颜色，从而使该像素列上除波形点外呈现出一条标记线，不仅凸显出波形点的位置，而且使波形点保持其本身的颜色和灰度等级，有利于对信号的分析和测量。

在另一种实施例中，频谱波形显示单元还包括用于将频谱波形的图像帧和频率模板进行融合显示的融合显示子单元142，融合显示子单元142设于异常波形显示控制子单元141和RGB颜色转换子单元143之间。针对于数字频率模板，融合显示子单元142用于从频谱波形映射空间15中获取频谱波形的图像帧的各像素对应存储单元的强度值、从模板存储单元131中获取频率模板、从模板检测记录单元134中获取检测结果，当存储单元的强度值等于0且该像素所在列上不存在异常波形点时，根据该像素在频率模板中的赋值改变该存储单元的颜色代码，即如果该像素在频率模板中的赋值为第一值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板异常区域的颜色代码，如果该像素在频率模板中的赋值为第二值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板正常区域的颜色代码。当存储单元的强度值等于0且该像素所在列上存在异常波形点时，则保持该存储单元的颜色代码不变，即使该存储单元保持标记颜色的颜色代码。或者当存储单元的强度值大于0时，也保持该存储单元的颜色代码不变，即使该存储单元保持各频谱波形对应的颜色代码。

这样处理后可使得频谱波形显示各自的颜色，异常波形点也保持其所在波形的颜色并根据该波形点的强度值呈现出相应的灰度等级，异常波形点所在列的空白像素点保持显示标记颜色，从而使该像素列上除波形点外呈现出一条标记线，异常区域和正常区域具有各自不同的颜色，可以直观地看到哪个区域是异常区域，哪个区域是正常区域。

在有的实施例中，频谱波形显示单元14还包括Overlay控制子单元144，Overlay控制子单元144与RGB颜色转换子单元连接，用于将频谱数据或融合后的频谱数据和频率模板数据再与网格菜单进行融合处理，生成屏幕最终显示数据发送给显示器16进行显示。

显示器16进行层叠图像的显示，显示界面上显示的层叠图像可以包括频率模板、频率波形、网格和菜单，以辅助技术人员便捷阅读该层叠图像。当然，本领域技术人员应当理解，根据需要，层叠图像也可以没有频率模板或网格。

上述实施例中，在多个图像融合时，先将频谱波形按帧与频率模板进行融合，即每生成一帧频谱波形图像帧，就将该频谱波形图像帧与频率模板的图像帧进行第一次融合。在第一次融合之前，频率模板不需要先转换成RGB图像，从而减少了数据处理量，提高了处理速度。第一次融合后得到的图像再与网格菜单进行第二次融合，形成最终要显示的图像。本领域技术人员应当理解，在有的实施例中，也可以只进行第一次融合，不进行第二次融合，或者频谱波形图像帧不与频率模板进行融合，而是直接将频谱波形图像帧与网格菜单进行融合。

下面以一帧频谱数据为例说明其处理流程，如图4所示，包括步骤210至250。

步骤210，频谱数据获取单元11接收输入的时域数据，并将该时域数据通过快速傅里叶变换等手段转化为频谱数据以进行输出，所获得的频谱数据在时间分布上具有连续性。

步骤220，频谱数据映射和模板检测。

本步骤中，频谱数据映射控制单元12对频谱数据在频谱波形进行显示空间映射，得到频谱波形的图像帧以及各像素对应的颜色代码和强度值，并将各像素对应的颜色代码和强度值记录到与各像素对应的存储单元，不同的颜色代码和强度值对应不同的颜色和灰度等级。

同时，在本步骤中，模板检测单元13根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点。频率模板可以采用本发明中公开的数字频率模板，也可以采用其他已有的频率模板方式。

在一具体实施例中，以数字频率模板为例说明异常波形点的检测过程，如图6所示，该频率模板包括与频谱波形显示区域相同的像素矩阵302，将频率模板的异常区域3021的像素赋值为第一值(比如1或0)，并存储在异常区域的像素对应的各存储单元中，将频率模板的正常区域3022的像素赋值为第二值(比如0或1)，每个存储单元对应一个像素点。

每一操作节拍，输入一个频谱波形点，根据该频谱波形点在一帧图像中的显示位置，从模板存储单元131中的相同位置读取信息，当从模板存储单元131中读出的频率模板数据为第一值(比如1或0)时，认为该波形点为异常波形点，当从模板存储单元131中读出的频率模板数据为第二值(比如0或1)时，认为该波形点为正常波形点。

将异常波形点的检测结果保存在模板检测记录单元134中，如图6所示，模板检测记录单元134包括多个存储单元301，多个存储单元301形成一个一维的矩阵，该矩阵的长度等于频率模板的像素矩阵302和频谱数据图像帧中的像素列的长度，即每个存储单元301对应一个像素列。以A、B两点为例进行说明，频谱波形303上的A点位置对应的频率模板上的像素的值为0，则在与A点所在像素列对应的存储单元301中记录0，表示A点是正常波形点。频谱波形303上的B点位置对应的频率模板上的像素的值为1，则在与B点所在像素列对应的存储单元301中记录1，表示B点是异常波形点。由此得到模板检测记录单元134的所有存储单元的记录值，根据该记录值可判断某个像素列上是否存在异常波形点。

图6展示了单帧频谱波形和频率模板比较后的检测记录示意图，当存在多个频谱波形时，即有多帧频谱波形时，分别将每帧频谱波形和频率模板进行比较，如图7所示，有两个频谱波形3031和3032，当只要有一个波形点对应的频率模板的像素单元的值是第一值(例如1)，即认为该像素列上存在异常波形点，将与该像素列对应的模板检测记录单元134的存储单元301记录为1。

步骤230，异常波形的显示控制。

在本步骤中，异常波形显示控制子单元141从频谱波形映射空间15的存储单元中逐行读出存储单元的强度值，对异常波形点的颜色代码进行更改。具体流程如图5a所示，包括以下步骤：

步骤231，异常波形显示控制单元141从频谱波形映射空间15的存储单元中获取各存储单元的强度值。

步骤232，判断强度值是否大于0，当存储单元的强度值大于0时，执行步骤233，当存储单元的强度值等于0时，执行步骤234。

步骤233，将该存储单元的颜色代码设置为对应频谱波形的颜色代码。如果存储单元的强度值大于0，则说明该存储单元对应的像素点是频谱波形上的一个点，该点的颜色应该呈现该频谱波形的设定颜色。根据颜色和代码对应表，可知该频谱波形的颜色对应的颜色代码，如果该存储单元的颜色代码初始时已经设定为对应的颜色代码，则本步骤中保持颜色代码不变。

步骤234，判断该强度值对应的像素所在列上是否存在异常波形点，如果存储单元的强度值等于0，则说明该存储单元对应的像素点是频谱波形上的一个点，该点的颜色应该根据该像素点所在的像素列上是否有异常波形点来确定。异常波形显示控制单元141从模板检测记录单元134中读取对应的记录值，根据记录值判断该像素列上是否有异常波形点，如果有(例如记录值为1)，则执行步骤235，如果没有(例如记录值为0)，则执行步骤236。

步骤235，则将该存储单元的颜色代码改变为与标记颜色对应的代码。该标记颜色用于提示该像素列上具有异常波形点。

步骤236，将该存储单元的颜色代码设置为背景对应的颜色代码。这种情况下，说明该像素点既不在频谱波形上，同时其所在的像素列上也没有异常波形点，因此，该像素点应该显示为背景的颜色。如果该存储单元的颜色代码初始时已经设定为背景的颜色代码，则本步骤中保持颜色代码不变。

当异常波形显示控制子单元141从频谱波形映射空间15中读出所有存储单元的强度值并执行上述步骤231-236后，具有异常波形点的像素列上的除波形点外的其他像素点(即空白像素点)对应的颜色代码全部被修改为标记颜色对应的代码，从而既能对异常波形点进行突出标记，又能保持异常波形点本身的颜色和灰度等级。

请继续参考图4，在经过步骤230对频谱波形映射空间15的存储单元中的颜色代码进行重新修改后，如果需要将频谱数据图像帧和频率模板的图像帧进行融合，则执行步骤240，如果不需要，则执行步骤250。

在步骤240中，将频谱数据图像帧和频率模板的图像帧进行第一次融合。针对于数字频率模板，第一次融合的具体处理流程如图5b所示，包括以下步骤：

步骤241，融合显示子单元142从频谱波形映射空间15中获取频谱波形的图像帧的各像素对应存储单元的强度值、从模板存储单元131中获取频率模板、从模板检测记录单元134中获取检测结果。

步骤242，融合显示子单元142逐个判断存储单元的强度值是否等于0，如果是，则说明该存储单元对应的像素不在频谱波形上，此时则执行步骤243，当存储单元的强度值大于0时，则执行步骤244，保持该存储单元的颜色代码不变，使得该存储单元保持各频谱波形对应的颜色代码。

步骤243，根据模板检测记录判断该存储单元对应的像素所在列上是否存在异常波形点，如果存在，则执行步骤245，如果不存在，则执行步骤246。

步骤245，保持该存储单元的颜色代码不变，使得该存储单元保持标记颜色的颜色代码。

步骤246，根据该像素在频率模板中的赋值改变该存储单元的颜色代码，即如果该像素在频率模板中的赋值为第一值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板异常区域的颜色代码，如果该像素在频率模板中的赋值为第二值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板正常区域的颜色代码。

这样处理后使得既不在频谱波形上、又不在具有异常波形点的像素列上的像素按照频率模板的颜色进行显示，从而将频谱数据图像帧和频率模板的图像帧进行融合显示。

请继续参考图4，在步骤250，对图像帧进行RGB颜色转换。

RGB颜色转换单元143根据上述步骤230或240修改后的存储单元的颜色代码和强度值，按照各存储单元的颜色代码所对应的颜色显示该存储单元所对应的像素，按照各存储单元的强度值对应的灰度等级显示该存储单元对应的像素的灰度等级。

步骤260，将图像帧和网格菜单进行第二次融合显示。overlay控制单元144将频谱数据和频率模板数据进行融合显示后的图像帧和网格菜单进行融合处理，生成屏幕最终显示数据发送给显示器16进行显示，例如按照优先级值的定义确定在显示屏幕上出现的前后层次关系，使得图像帧和网格菜单层叠在一起。

在另外的实施例中，也可以先将频率模板和网格进行融合，然后再将频率模板和网格的融合图像帧和频谱数据的图像帧进行融合，形成最终的融合图像，如图8所示。

实施例二、一种数字频谱分析仪，包括实施例一中所公开的频谱分析系统，还包括存储器和处理器，其中，存储器用于存储频率模板数据和程序，处理器用于通过执行所述存储器存储的程序以实现上述实施例中的方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (20)

1.一种异常信号显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取频谱数据；

根据输入的频谱数据得到各波形点对应的强度值，不同强度值对应不同的灰度等级；

获取频率模板数据，所述频率模板包括正常区域和异常区域；

根据频率模板数据检测所述频谱数据中的异常波形点，所述异常波形点是指频谱波形中进入频率模板异常区域的波形点；

频谱波形显示步骤，将频谱波形按照该频谱波形对应的颜色进行显示，且该频谱波形上各波形点按照其强度值对应的灰度等级进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖像素列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示，所述空白像素点是指不在任何频谱波形上的像素点。

2.如权利要求1所述的异常信号显示方法，其特征在于，频谱波形上异常波形点所覆盖列上的空白像素点的颜色不同于任何频谱波形对应的颜色。

3.如权利要求1所述的异常信号显示方法，其特征在于，在获取频谱数据后还对输入的频谱数据进行显示空间映射，得到频谱波形的图像帧，所述频谱波形的图像帧上的每个像素点对应一个存储单元，每个存储单元中记录有强度值和用于确定该像素点显示颜色的颜色代码，所述频谱波形显示步骤包括：

异常波形显示控制步骤，所述异常波形显示控制步骤具体包括：获取各存储单元的强度值，判断该存储单元的强度值是否大于0，当存储单元的强度值大于0时，将该存储单元的颜色代码设置为对应频谱波形的颜色代码，当存储单元的强度值等于0时，判断该存储单元对应的像素所在列上是否存在异常波形点，如果有，则将该存储单元的颜色代码设置为与标记颜色对应的代码；

颜色转换步骤，根据存储单元的颜色代码和强度值显示与该存储单元对应的像素的颜色和灰度等级。

4.如权利要求3所述的异常信号显示方法，其特征在于，所述频谱波形显示步骤在异常波形显示控制步骤之后和颜色转换步骤之前还包括将频谱波形的图像帧和频率模板进行融合显示的融合显示步骤。

5.如权利要求4所述的异常信号显示方法，其特征在于，所述频率模板包括与频谱波形图像帧相同的像素矩阵，属于异常区域的像素被赋值为第一值，属于正常区域的像素被赋值为第二值，所述融合显示步骤包括：

获取频谱波形的图像帧的各像素的位置信息和对应存储单元的强度值；

当存储单元的强度值等于0且该像素所在列上不存在异常波形点时，根据该像素在频率模板中的赋值改变该存储单元的颜色代码，否则保持该存储单元的颜色代码不变。

6.如权利要求5所述的异常信号显示方法，其特征在于，根据该像素在频率模板中的赋值改变该存储单元的颜色代码包括：如果该像素在频率模板中的赋值为第一值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板异常区域的颜色代码，如果该像素在频率模板中的赋值为第二值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板正常区域的颜色代码。

7.如权利要求5或6所述的异常信号显示方法，其特征在于，所述根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点包括：

将一帧频谱数据和频率模板进行比较，根据比较结果确定模板检测记录单元中各单元的记录值，频谱波形覆盖的每一像素列对应模板检测记录单元的一个单元，当像素列上存在异常波形点时在其对应的单元中记录第一值，当像素列上不存在异常波形点时在其对应的单元中记录第二值。

8.如权利要求1所述的异常信号显示方法，其特征在于，所述频率模板包括与频谱波形图像帧相同的像素矩阵，属于异常区域的像素被赋值为第一值，属于正常区域的像素被赋值为第二值，所述检测频谱数据中的异常波形点包括：获取频谱数据的各波形点的像素位置信息，根据该位置信息在频率模板中查找相同位置的像素，如果该像素被赋值为第一值，则认为该波形点为异常波形点，否则认为该波形点为正常波形点。

9.如权利要求1所述的异常信号显示方法，其特征在于，所述频谱波形有多个，不同频谱波形对应不同的颜色。

10.一种频谱分析系统,其特征在于，包括：

频谱数据获取单元，用于获取频谱数据；

频谱数据映射控制单元，用于根据频谱数据得到各波形点对应的强度值；

模板检测单元，用于获取频率模板数据，并根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点，所述频率模板包括正常区域和异常区域，所述异常波形点是指频谱波形中进入频率模板异常区域的波形点；

频谱波形显示单元，用于将频谱波形按照该频谱波形对应的颜色进行显示，且该频谱波形上各波形点按照其强度值对应的灰度等级进行显示，将频谱波形上异常波形点所覆盖像素列上的空白像素点按照预定的用于表征异常信号的标记颜色进行显示，所述空白像素点是指不在任何频谱波形上的像素点。

11.如权利要求10所述的频谱分析系统，其特征在于，所述频谱数据映射控制单元还用于对输入的频谱数据进行显示空间映射，得到频谱波形的图像帧，所述频谱波形的图像帧上的每个像素点对应一个存储单元，每个存储单元中记录有强度值和用于确定该像素点显示颜色的颜色代码，所述频谱波形显示单元包括：

异常波形显示控制子单元，用于获取各存储单元的强度值，判断该存储单元的强度值是否大于0，当存储单元的强度值大于0时，将该存储单元的颜色代码设置为对应频谱波形的颜色代码，当存储单元的强度值等于0时，判断该存储单元对应的像素所在列上是否存在异常波形点，如果有，则将该存储单元的颜色代码改变为与标记颜色对应的代码；

RGB颜色转换子单元，用于根据存储单元的颜色代码和强度值显示与该存储单元对应的像素的颜色和灰度等级。

12.如权利要求11所述的频谱分析系统，其特征在于，所述频谱波形显示单元还包括用于将频谱波形的图像帧和频率模板进行融合显示的融合显示子单元。

13.如权利要求12所述的频谱分析系统，其特征在于，所述频率模板包括与频谱波形图像帧相同的像素矩阵，属于异常区域的像素被赋值为第一值，属于正常区域的像素被赋值为第二值，所述融合显示子单元用于：获取频谱波形的图像帧的各像素的位置信息和对应存储单元的强度值，当存储单元的强度值等于0且该像素所在列上不存在异常波形点时，根据该像素在频率模板中的赋值改变该存储单元的颜色代码，否则保持该存储单元的颜色代码不变。

14.如权利要求13所述的频谱分析系统，其特征在于，根据该像素在频率模板中的赋值改变该存储单元的颜色代码包括：如果该像素在频率模板中的赋值为第一值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板异常区域的颜色代码，如果该像素在频率模板中的赋值为第二值，则将该存储单元的颜色代码改变为用于表征频率模板正常区域的颜色代码。

15.如权利要求13或14所述的频谱分析系统，其特征在于，

所述模板检测单元在根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点时，包括：将一帧频谱数据和频率模板进行比较，根据比较结果确定模板检测记录单元中各单元的记录值，频谱波形覆盖的每一像素列对应模板检测记录单元的一个单元，当像素列上存在异常波形点时在其对应的单元中记录第一值，当像素列上不存在异常波形点时在其对应的单元中记录第二值。

16.如权利要求10所述的频谱分析系统，其特征在于，所述频率模板包括与频谱波形图像帧相同的像素矩阵，属于异常区域的像素被赋值为第一值，属于正常区域的像素被赋值为第二值，所述模板检测单元在根据频率模板数据检测频谱数据中的异常波形点时，包括：获取频谱数据的各波形点的像素位置信息，根据该位置信息在频率模板中查找相同位置的像素，如果该像素被赋值为第一值，则认为该波形点为异常波形点，否则认为该波形点为正常波形点。

17.如权利要求10所述的频谱分析系统，其特征在于，所述频谱波形有多个，不同频谱波形对应不同的颜色。

18.如权利要求10所述的频谱分析系统，其特征在于，频谱波形上异常波形点所覆盖列上的空白像素点的颜色不同于任何频谱波形对应的颜色。

19.一种数字频谱分析仪，其特征在于，包括：

存储器，用于存储频率模板数据和程序；

处理器，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。

20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。