CN111221439B - 触屏示波器的触控操作方法及数字示波器、信号测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请主要涉及触屏示波器的触控操作方法及数字示波器、信号测量装置，其中触控操作方法包括：在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形，获取用户在波形显示区的触点位置；提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息；根据各个信号通道的波形的包络线信息分别计算触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离，通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形。本技术方案可以使得触屏示波器快速地响应用户在波形显示区的触控动作，优化信号通道的波形的选中逻辑，在尽可能减少运算量的情况下，保证一次性地选中用户期望的波形，提高触控选中通道波形的准确度和人机交互性能。

Description

触屏示波器的触控操作方法及数字示波器、信号测量装置

技术领域

本发明涉及的数字示波器的技术领域，具体涉及触屏示波器的触控操作方法及数字示波器、信号测量装置。

背景技术

数字示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，它能把电信号变换成的数字波形的图像并进行显示，便于研究各种电现象的变化过程。数字示波器的最基本功能是采集并显示波形，通过高速模数转换器（ADC）对电信号进行采样，根据采样数据的时间顺序在屏幕上绘制出电信号在时间轴上的变化轨迹，也就是展示信号对应的波形。数字示波器往往具有两个或者两个以上的采集通道，可以同时采集并显示与通道数对等的波形图像，通过不同的波形颜色区分不同通道对应的波形。比如，对于四通道的示波器来说，可以在显示屏上同时显示四个通道的波形，用黄色波形代表通道1，紫红色波形代表通道2，蓝色波形代表通道3，绿色波形代表通道4。

当前，数字示波器也具有丰富的数据分析功能，用户可对任意通道的波形和数据进行分析，在对通道波形进行任何操作之前，需要先选中该通道。典型的数字示波器是一个主体为长方体的设备，在正面具有一块大约占比为1/2到2/3的显示面板，以及被设置在正面剩余其他地方的密密麻麻的功能按钮。因此，为了使得显示面积更大，一种解决思路是引入触摸屏，从而可以减少实体按钮，增大显示面积。不过触摸屏引入数字示波器还有许多待解决的问题，尤其是如何通过引入恰当的交互逻辑和交互算法，使得用户可以方便快捷地通过触摸屏操作示波器。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何在触屏示波器的触摸显示屏上快速、准确地选定任意一个通道的波形。为解决上述技术问题，本申请公开一种触屏示波器的触控操作方法及数字示波器、信号测量装置。

根据第一方面，一种实施例中提供一种触屏示波器的触控操作方法，包括：在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形；获取用户在波形显示区的触点位置；提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在所述波形显示区内的包络线信息；所述包络线信息包括所属的波形在所述波形显示区内各个显示列上的最小幅值和最大幅值；根据各个信号通道的波形的包络线信息，分别计算所述触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离；通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形。

所述提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在所述波形显示区内的包络线信息，包括：对于任意一个信号通道，根据该信号通道的采样速率获得一帧波形的采样数据；按照采样时序对所述采样数据进行平均分割，得到分配至所述波形显示区内各个显示列的数据，各个显示列的数据用于在所述波形显示区内绘制显示该信号通道的一帧波形；从所述波形显示区内各个显示列的数据中，提取所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值；根据提取的最小幅值和最大幅值得到该信号通道的波形的包络线信息。

所述根据各个信号通道的波形的包络线信息，分别计算所述触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离，包括：对于任意一个信号通道，根据该信号通道的波形的包络线信息获得所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值，每个显示列上的最小幅值和最大幅值之间形成有波形片段；分别计算所述触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离。

所述分别计算所述触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离，包括：对于任意一个信号通道，用y _{min_n} 、y _{max_n} 分别表示所显示的一帧波形在任意一个显示列上的最小幅值和最大幅值，并用(x _t ,y _t )表示所述触点位置，其中x、y分别为显示列的序号和波形的幅值，n为任意一个显示列，t为感应到的触点；将所述触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的最短距离作为所述有效距离，且用公式表示为

；

若根据D _n 计算得到N个所述有效距离，则对计算结果进行均值化处理的过程用公式表示为

；

其中，D _avg 为所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离。

所述分别计算所述触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离，包括：对于任意一个信号通道，用y _{min_n} 、y _{max_n} 分别表示所显示的一帧波形在任意一个显示列上的最小幅值和最大幅值，并用(x _t ,y _t )表示所述触点位置，

表示y _t 与第n个显示列上所显示波形之间的幅值差，其中x、y分别为显示列的序号和波形的幅值，n为任意一个显示列，t为感应到的触点；将所述触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的纵向等效距离作为所述有效距离，且用公式表示为

；

若根据

计算得到N个所述有效距离，则对计算结果进行均值化处理的过程用公式表示为

；

其中，

为所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离。

所述的触控操作方法还包括对所述平均距离进行优化处理的步骤：选取所述触点位置(x _t ,y _t )的前后各m个显示列作为有效的显示列，获得所述触点位置到达任意一个有效的显示列上所形成数据片段的纵向等效距离且表示为

，

；对得到的2m个纵向等效距离进行均值化处理，得到所述平均距离的优化结果且用公式表示为

。

在获取用户在波形显示区的触点位置之后，还包括：判断所述波形显示区内仅显示有一个信号通道的波形，则直接确定该信号通道的波形为选中的信号通道的波形。

根据第二方面，一种实施例中提供一种数字示波器，包括：至少一个信号通道，所述信号通道用于对经过的一路信号进行数字采样以得到信号对应波形的采样数据；触摸显示屏，所述触摸显示屏上具有波形显示区，所述波形显示区用于感应触摸动作且能够显示至少一个信号通道的波形；处理器，与各个所述信号通道和所述触摸显示屏连接，用于根据上述第一方面中所述的触控操作方法选中其中一个信号通道的波形。

根据第三方面，一种实施例中提供一种触控式的信号测量装置，包括至少一个采集信号的信号通道和具有波形显示区的触摸显示屏，还包括：存储器，用于存储程序；处理器，与各个所述信号通道、所述触摸显示屏和所述存储器连接，用于根据所述存储器中存储的程序实现上述第一方面中所述的触控操作方法。

根据第四方面，一种实施例中提供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上述第一方面中所述的触控操作方法。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的触屏示波器的触控操作方法及数字示波器、信号测量装置，其中触控操作方法包括：在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形，获取用户在波形显示区的触点位置；提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息；根据各个信号通道的波形的包络线信息分别计算触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离，通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形。第一方面，由于在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形，使得一个或多个信号通道的波形可以在触屏的波形显示区内全部显示出来，方便用户查看各个波形的同时，也能够通过触控方式来简化对各个波形的选中操作；第二方面，由于获取用户在波形显示区的触点位置，可以避免在触控波形显示区之外区域时所引起的波形误选中情形发生；第三方面，由于通过提取各个信号通道的采样数据来分别得到各个信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息，使得包络线信息包括所属的波形在波形显示区内各个显示列上的最小幅值和最大幅值，从而在减少信息量的同时也容易通过包络线信息确定所属波形在波形显示区内的准确位置；第四方面，由于根据各个信号通道的波形的包络线信息分别计算触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离，使得平均距离表示的是触点位置和波形包络线上各个数据点之间的距离均值化结果，而非与单一数据点点之间的直线距离，更能反映触点位置与整个波形的相对位置关系，结果的表示性更强；第五方面，由于将触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的最短距离作为有效距离，通过对多个有效距离的均值化处理得到平均距离，使得计算有效距离时充分考虑到了触点位置到达波形包络线上各数据点的最短距离，能够在进一步地计算平均距离时保证计算结果的准确性；第六方面，将触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的纵向等效距离作为有效距离，通过对多个有效距离的均值化处理得到平均距离，使得有效距离的计算过程更加简单，既保证了平均距离计算结果的准确性，也提高了运算效率；第七方面，由于通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形，使得用户能够获得更好的触控操作体验，只要触碰到所选的信号通道的波形附近即可，而无需完全点中波形图像；第八方面，由于判断波形显示区内仅显示有一个信号通道的波形，则直接确定该信号通道的波形为选中的信号通道的波形，使得此时用户在波形显示区内点击任意一个位置，都可以选中仅有的信号通道的波形，带来更加便捷的操作体验；第九方面，本技术方案应用于触屏示波器上时，可以使得示波器快速地响应用户在波形显示区的触控动作，优化信号通道的波形的选中逻辑，在尽可能减少运算量的情况下，保证一次性地选中用户期望的波形，提高触控选中通道波形的准确度和人机交互性能。

附图说明

图1为本申请中触屏示波器的结构示意图；

图2为触摸显示屏的结构示意图；

图3为本申请中触屏示波器的触控操作方法的流程图；

图4为得到各个信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息的流程图；

图5为计算触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离的流程图；

图6为获得包络线信息的原理示意图；

图7为在获取用户在波形显示区的触点位置之后进行判断过程的流程图；

图8为本申请中数字示波器的结构示意图；

图9为本申请中信号测量装置的结构示意图。

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。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

在触摸屏没有应用到数字示波器前，是通过传统的按键面板进行示波器的各种操作，相对于直接使用触摸屏进行操作，按键面板显得操作繁琐和效率低下，对比之下触摸屏操作明显是一种用户体验更好，更为直观便捷的操作方式。所以，现有的数字示波器在保留原有传统的按键旋钮交互方式的同时，也顺应技术发展趋势引入了基于触摸屏的人机交互方式，但在使用触摸屏操作示波器时还会存在一些体验不佳的问题。

典型地，示波器用于显示波形，如何使得用户能够通过触摸屏准确且快速地选择中目标波形，是一个非常关键的问题。申请人对这个问题进行了研究。

假设在屏幕上有一个以上的通道波形情况下，用户通过触摸方式选择某个通道的波形时，需要判断用户是要选中哪个通道的波形，若用户的触摸点没有落到具体的一个通道波形图像上，则需要有一个判断机制来确定此时用户具体选中了哪个通道的波形。

通过使用触摸屏，用户可以直接操作示波器界面上的各项菜单功能和通道波形进行操作。为方便用户使用触摸屏操作，示波器界面中的菜单中的每个元素对象都会设计成规则的形状，比如将菜单对象都设计为矩形，并且每个元素都占有适当的面积，方便用户通过触摸屏可非常轻易地用手指选中。在示波器界面中除了菜单对象以外，还有通道波形对象，然而通道波形对象相对于菜单对象，具有一些不确定的特征，比如波形形状不规则、波形面积不固定、波形实时变化、多个通道波形重叠等。针对通道波形的这几个特征，示波器在处理用户对通道波形选中操作时，需要有特殊的流程和判定机制。有别于处理菜单对象，处理波形通道的选中更为复杂，尤其是在多个通道波形中判断出用户选中的是哪个通道，这需要一套专门的判定机制，采用尽可能少的运算量且快速判断用户触摸选择的通道波形一直是个难题。

比如在专利文献CN201910575123.0中公开了一种触控式数字示波器及其波形选择方法，该波形选择方法是基于示波器的显示图像进行判断和处理，因此它需要用到示波器一帧的屏幕显示图像数据，处理前至少需要缓存一帧显示数据，不可避免地加大数据的搜索量，容易减慢系统的触控响应速度。此外，涉及的波形选择方法是根据第一数据搜索算法查找检索象素组中的像素点的显示图像数据的像素点属性值，在检索象素组中的至少一个像素点的显示图像数据的像素点属性值是通道波形数据——称之为像素波形值，则返回像素波形值对应的通道编号——称之为选定通道号；这种搜索算法的随机性比较强且仅能搜索检索基点周围的一组像素点，结果的不确定因素较多还无法体现触摸点与整个波形之间的相对位置关系，使得用户体验较差。

基于上述的考虑，本申请对触屏示波器进行了触控操作方面的改善，其发明构思是：基于信号通道的波形的包络线信息和用户的触点位置信息来确定触摸点和整个波形之间的相对位置关系，依据平均距离的大小对各个信号通道的波形进行筛选，从中选定用户最期望的信号通道的波形。由于包络线信息的数据量有限，所以运算处理的数据量远小于一帧显示波形的数据量，对缓存以及处理单元的开销需求更小，更容易缩短处理时间以提高触控操作的响应速度，利于提升用户操作体验。比如，专利文献CN201910575123.0中需要对波形显示区域内的大部分像素点进行属性值判断，而本申请技术方案只需要借助各个显示列上的两个最值像素点的幅值参与距离计算即可，特别是通过对平均距离的优化处理来缩小显示列的查找范围之后，将进一步地减少数据的处理量。

接下来将通过一些实施例对本申请技术方案进行详细说明。

实施例一、

请参考图3，本申请公开一种触屏示波器的触控操作方法，其主要包括步骤S210-S250，下面分别说明。

在本实施例中，触屏示波器的结构可以参见图1，该触屏示波器可以包括至少一个信号通道11、控制面板12和触摸显示屏13。其中，信号通道11用于接收外部输入的信号并对信号进行数字采样以得到信号对应波形的采样数据，这里的信号可以是电压信号、电流信号或频率信号，对信号进行数字采样时的采样频率可以根据实际需要而设定，这里不做具体限制。其中，控制面板12上具有一些不同功能的旋钮和按键，用于起到参数调节、功能切换等作用；在仅保留触控操作的情况下，也可以忽略控制面板12，由触控操作来实现参数调节和功能切换。其中，触摸显示屏13的结构可以参见图2，其主要由同等大小的触摸屏和显示屏叠加构成，触摸屏起到感应触摸动作的作用，显示屏起到显示功能菜单和波形图像的作用。此外，参见图1，在触摸显示屏13上往往还会分出菜单显示区132和波形显示区131，波形显示区131可以设置在屏幕的中央且占据屏幕的较大区域，用于显示背景网格、各信号通道的波形、波形参数和光标参数；菜单显示区132可以设置在屏幕上剩余的周边区域，用于显示各项功能主菜单、子菜单和功能参数信息。

步骤S210，在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形。比如在图1中，波形显示区131内同时显示有四个信号通道的波形，分别为矩形信号所在通道的波形、正弦信号所在通道的波形、等幅信号所在通道的波形和高频信号所在通道的波形。

参见图1，触屏示波器的基本功能是将采集到的电信号绘制成波形并显示到触摸显示屏上，主要分为三个处理阶段：采集、绘制、显示，下面将对此进行一些说明。为了获得波形的数字化数据，这里需要对信号通道接收的模拟信号进行采样处理，根据信号通道的采样速率和波形显示区的显示时长对经过信号通道的信号进行连续采样，确定一帧波形的采样数据（即一帧采样数据），该帧采样数据内的各个数据按照采样顺序进行分布且具有各自对应的幅值。为了将采样数据完整地绘制在波形显示区域，这里需要根据波形显示区的显示列数（即像素列数）对该帧采样数据进行平均分割，获得与显示列等同个数的数据段；在波形显示区内将各个数据段自左向右地绘制在各显示列上，使得同一个数据段中的各个数据绘制在对应的同一个显示列内。为了便于观察波形显示区域内的波形，这里需要在波形显示区域内设置背景网络，并将波形显示区内显示的各信号通道的波形叠加显示在背景网格之上，通过网络刻度来查看波形上任意一点的参数值。

需要说明的是，由于信号通道连续对模拟信号进行采样处理，所以波形显示区内的波形也是以数据帧的形成进行连续地更新，更新周期非常小，此时在波形显示区内的波形是动态变化的，信号的任何一个微小变化也能通过波形的动态变化展现出来。

步骤S220，获取用户在波形显示区的触点位置。

通常情况下，参见图2，可以使用电容矩阵将触摸屏分割成众多部分，每个部分都是独立的一个电容，当用户用手触碰到最层的触摸屏时，触摸点处的电容电压会发生变化，触摸屏通过扫描检测所有的电容上的电压可获取到被触电容对应的坐标(n,m)；由于触摸屏是叠加组装在显示屏上的，并且两者的大小尺寸一致，因此电容屏上触摸点的坐标(n,m)可以映射到显示屏上的一个像素点，该像素点的坐标 (x,y)与坐标(n,m)之间形成唯一的映射关系。那么可以理解，通过这种映射关系能够将触点在触摸屏上的坐标转化为显示屏上的对应坐标，容易获取到触摸点相对于显示屏的像素坐标信息，从而得知用户在波形显示区的触点位置。

需要说明的是，参见图1，由于触摸显示屏13具有菜单显示区132和波形显示区131，为了避免在波形显示区131内的触控操作对菜单显示区132的影响，本实施例中可以仅获取用户在波形显示区131的触点位置，认为用户是想对波形显示区131内的波形进行点击操作，而不是对菜单显示区132内的菜单项目进行点击操作。

步骤S230，提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息。这里的包络线信息包括所属的波形在波形显示区内各个显示列上的最小幅值和最大幅值。

在波形显示区内显示的任意一个信号通道的波形是由一帧采样数据绘制形成的，在各个显示列（即各列像素）上都会分别形成一个波形片段，且每个波形片段是对应数据段中所有数据的绘制结果。此外，每个波形片段内各个数据点的幅值就介于最小幅值和最大幅值之间，最小幅值对应的数据点绘制在波形片段最下端的像素位置，最大幅值对应的数据点绘制在波形片段最上端的像素位置。那么，只要提取任意一个信号通道的采样数据分割至各个显示列上的最值数据点（即最大幅值的数据点和最小幅值的数据点），就可以得到绘制波形轮廓所需的各个数据点，从而依据这些数据点组成该信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息，包络线信息可以准确的表示波形轮廓在波形显示区内的位置。

步骤S240，根据各个信号通道的波形的包络线信息，分别计算触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离。

由于包络线信息表示的是波形轮廓在波形显示区内的位置，那么在得知触点位置的情况下，就可以计算得到触点位置到达波形轮廓上各处的有效距离，通过均值化处理各有效距离，可以计算得到触点位置与波形之间的平均距离。

步骤S250，通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形。

在本实施例中，参见图4，上述的步骤S230主要涉及提取采样数据得到各信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息，该步骤可以具体包括S231-S234，分别说明如下。

步骤S231，对于任意一个信号通道，根据该信号通道的采样速率获得一帧波形的采样数据。

例如在图1中，为触摸显示屏13的波形显示区131配置背景网格，设定行向网络数目为10格(div)，设定时基档位为5us/格(5us/div)，则在波形显示区131内显示一帧波形的时间长度为50us。若利用信号通道11接收正弦信号且进行采样处理时的采样速率为2.5G点/秒(2.5GSa/s)，则获取一帧波形的采样数据量为

50us×2.5GSa/s=50×10^-6 s × 2.5×10^-9Sa/s = 125000Sa = 125kSa；

也就是说，在波形显示区131内显示一帧波形则共需要绘制125k各数据点（采样点）。那么，对于信号通道11，获得其一帧波形的采样数据为连续采样得到的125k个数据点。

步骤S232，按照采样时序对采样数据进行平均分割，得到分配至波形显示区内各个显示列的数据，各个显示列的数据用于在波形显示区内绘制显示该信号通道的一帧波形。

例如在图1中，设定触摸显示屏13的像素尺寸为1280*800，其中波形显示区131占用像素大小为1250*680的像素区域，即波形显示区131中总共存在1250个显示列、680个显示行，各个显示列自左向右表示时间递进，各个显示行自下往上表示电压幅值递增。对于信号通道11的波形的采样数据中的125k个数据点，按照数据点的采样时序对125k个数据点进行平均分割，得到分配至1250个显示列中每个显示列上的数据，此时一帧波形的采样数据（即一帧采集数据）共分割为100个数据段，每个显示列分得一个数据段且包含100个数据点，波形显示区131左起的第一个显示列分得采样数据中的前100个数据点，第二个显示列分得采样数据中接下来的100个数据点，依次类推。

步骤S233，从波形显示区内各个显示列的数据中，提取所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值。

例如图1和图6，对于波形显示区131中显示的波形l ₁，该波形l ₁的采样数据绘制在1250个显示列上，每个显示列分得一个数据段且包含100个数据点。对于第n个显示列上绘制的100个数据点，比较各个数据点的幅值大小就可从中提取最小幅值y _{min_n} 和最大幅值y _{max_n} 。

在另一个具体实施例中，可以在波形显示区131内自左向右绘制波形的同时，将各个显示列对应数据段中的最大幅值和最小幅值记录下来，从而直接从记录中读取所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值即可，无需再从各个显示列的数据中提取。

步骤S234，根据提取的最小幅值和最大幅值得到该信号通道的波形的包络线信息。

参见图6，由于所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值分别表示的是波形轮廓的下边缘幅值和上边缘幅值，起到对波形的包络作用，所以可以利用提取的最小幅值和最大幅值组成波形l ₁的包络线信息，使得该包络线信息包括波形l ₁在波形显示区131内各个显示列上的最小幅值（即y _min ）和最大幅值（即y _max ）。

在本实施例中，参见图5，上述的步骤S240主要涉及计算触点位置与各信号通道的波形之间的平均距离，该步骤可以主要包括S241-S242，分别说明如下。

步骤S241，对于任意一个信号通道，根据该信号通道的波形的包络线信息获得所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值，每个显示列上的最小幅值和最大幅值之间形成有波形片段。

参见图1和图6，对于信号通道11，由于信号通道11的波形l ₁的包络线信息包括波形l ₁在波形显示区131内各个显示列上的最小幅值和最大幅值，所以可以从包络线信息中获取各个显示列上的最小幅值和最大幅值，将每个显示列上最小幅值和最大幅值之间的波形视为一个波形片段，该波形片段即为波形l ₁在该显示列上的显示内容。比如图6中的第n个显示列，最小幅值y _{min_n} 和最大幅值y _{max_n} 之间的波形即形成了一个波形片段。

步骤S242，分别计算触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离。

在第一个具体实施例中，参见图1和图6，对于任意一个信号通道11，用y _{min_n} 、y _{max_n} 分别表示所显示的一帧波形l ₁在任意一个显示列上的最小幅值和最大幅值，并用(x _t ,y _t )表示触点位置，其中x、y分别为显示列的序号（即第x列像素）和波形的幅值（即第y行像素），n为任意一个显示列，t为感应到的触点。

将触点位置(x _t ,y _t )到达任意一个显示列上所形成的数据片段的最短距离作为有效距离，且用公式表示为

；

若根据D _n 计算得到N个有效距离，则对计算结果进行均值化处理的过程用公式表示为

；

其中，D _avg 为触点位置(x _t ,y _t )与信号通道11的波形l ₁之间的平均距离；N可以为波形显示区域131内的显示列数（像素列数），比如N=1250。

需要说明的是，判断y _t 和y _{min_n} 、y _{max_n} 之间的大小，是为了确定触点位置和波形l ₁之间的相对位置。如果y _t <y _{min_n} ，则表明触摸点在第n个显示列上波形l ₁的下方，那么触摸点到第n个显示列上波形片段的最短距离就是触点位置(x _t ,y _t )到数据点(n,y _{min_n} )的距离；如果y _t ≥y _{max_n} ，则表明触摸点在第n个显示列上波形l ₁的上方，那么触摸点到第n个显示列上波形片段的最短距离就是触点位置(x _t ,y _t )到数据点(n,y _{max_n} )的距离；如果y _{min_n} ≤y _t <y _{max_n} ，则表明触摸点在第n个显示列上波形l ₁的垂直范围内，那么触摸点到第n个显示列上波形片段的最短距离就是触点位置(x _t ,y _t )到数据点(n,y _{min_n} )之间的水平坐标差。

在第二个具体实施例中，参见图1和图6，对于任意一个信号通道11，依然用y _{min_n} 、y _{max_n} 分别表示所显示的一帧波形l ₁在任意一个显示列上的最小幅值和最大幅值，并用(x _t ,y _t )表示触点位置，

表示y _t 与第n个显示列上所显示波形之间的幅值差，其中x、y分别为显示列的序号和波形的幅值，n为任意一个显示列，t为感应到的触点。

将触点位置(x _t ,y _t )到达任意一个显示列上所形成的数据片段的纵向等效距离作为有效距离，且用公式表示为

；

若根据

计算得到N个有效距离，则对计算结果进行均值化处理的过程用公式表示为

；

其中，

为触点位置(x _t ,y _t )与信号通道11的波形l ₁之间的平均距离；N可以为波形显示区域131内的显示列数（像素列数），比如N=1250。

需要说明的是，第二个具体实施例实际上是第一个具体实施例的优化计算过程，可以减少计算量。对于D _n 的计算，可以等效看作

，∆y _n 具有

示意的三种情况。由于针对各个信号通道的波形而言，n为1~N的递增序列且都是一样的，因此∆x _n 只与触点位置的水平坐标x _t 有关系，且表示为

，造成触点位置到各个波形的水平距离∆x _n 的计算结果是相同的。那么在针对每个信号通道计算触点位置到波形的平均距离D _avg 时，可以将结果分为两个部分，来自水平方向的计算部分和来自垂直方向的计算部分，由于水平距离∆x的计算结果都一样，因此各个波形在水平方向的计算部分对最终结果的贡献相同，而能够使触点位置到各个波形的平均距离D _avg 产生差异的是来自垂直方向的计算部分，也就是关于∆y的计算。因此，关于平均距离D _avg 的计算过程可以得到简化，直接将∆x的计算去掉，仅保留∆y的计算，由此得到

。

进一步地，参见图5，步骤S240还可以包括平均距离的优化处理过程，用步骤S243表示且位于步骤S242之后。

在步骤S243中，选取触点位置的前后各若干个显示列参与有效距离的计算，对计算结果进行均值化处理得到平均距离的优化结果。

例如图6，选取触点位置(x _t ,y _t )的前后各m个显示列作为有效的显示列，获得触点位置到达任意一个有效的显示列上所形成数据片段的纵向等效距离且表示为

，

。对得到的2m个纵向等效距离进行均值化处理，得到平均距离的优化结果且用公式表示为

。

本领域的技术人员可以理解，在应用本实施例中公开的多个智能终端设备的联动方法时，可以取得以下技术优势：（1）在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形，使得一个或多个信号通道的波形可以在触屏的波形显示区内全部显示出来，方便用户查看各个波形的同时，也能够通过触控方式来简化对各个波形的选中操作；（2）由于获取用户在波形显示区的触点位置，可以避免在触控波形显示区之外区域时所引起的波形误选中情形发生；（3）通过提取各个信号通道的采样数据来分别得到各个信号通道的波形在波形显示区内的包络线信息，使得包络线信息包括所属的波形在波形显示区内各个显示列上的最小幅值和最大幅值，从而在减少信息量的同时也容易通过包络线信息确定所属波形在波形显示区内的准确位置；（4）根据各个信号通道的波形的包络线信息分别计算触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离，使得平均距离表示的是触点位置和波形包络线上各个数据点之间的距离均值化结果，而非与单一数据点之间的直线距离，更能反映触点位置与整个波形的相对位置关系，结果的表示性更强；（5）由于将触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的最短距离作为有效距离，通过对多个有效距离的均值化处理得到平均距离，使得计算有效距离时充分考虑到了触点位置达到波形包络线上各数据点的最短距离，能够在进一步地计算平均距离时保证计算结果的准确性；（6）将触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的纵向等效距离作为有效距离，通过对多个有效距离的均值化处理得到平均距离，使得有效距离的计算过程更加简单，既保证了平均距离计算结果的准确性，也提高了运算效率；（7）通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形，使得用户能够获得更好的触控操作体验，只要触碰到所选的信号通道的波形附近即可，而无需完全点中波形图像。

实施例二、

请参考图7，本申请在实施例一中公开的触屏示波器的触控操作方法的基础上，还公开一种改进的触控操作方法，相比于实施例一中公开的步骤S210—S250，还包括步骤S260—S270。

在本实施例中，可以将步骤S260设置在获取用户在波形显示区的触点位置之后，即设置在步骤S220之后。

步骤S260，判断波形显示区内是否仅显示有一个信号通道的波形，若是则进入步骤S270中，反之则直接进入步骤S230中。

步骤S270，当波形显示区内仅有一个信号通道的波形时，则直接确定该信号通道的波形为选中的信号通道的波形。

例如图1，如果在波形显示区131内仅显示有一个信号通道的波形的情况下，用户在波形显示区131内的任意位置进行触摸时，都可以使得该信号通道的波形被选中。

在另外一种实施例中，可以将步骤S260作为一个触发操作的过程，在步骤S230—S240—S250中的任意一个环节均可以执行步骤S260。只要系统检测到波形显示区内的波形数量发生改变时，自动触发执行步骤S260，如此可以快捷高效地选中波形显示区内唯一存在的波形。

本领域的技术人员可以理解，由于判断波形显示区内仅显示有一个信号通道的波形，则直接确定该信号通道的波形为选中的信号通道的波形，使得此时用户在波形显示区内点击任意一个位置，都可以选中仅有的信号通道的波形，带来更加便捷的操作体验。

实施三、

请参考图8，本申请在实施例一中公开的触屏示波器的触控操作方法的基础上，还公开一种数字示波器，该数字示波器3主要包括信号通道模块31、处理器32和触摸显示屏33。

其中，信号通道模块31至少包括一个信号通道，比如图8中示意的信号通道a和信号通道b。这里的信号通道用于对经过的一路信号进行数字采样以得到信号对应波形的采样数据。

其中，触摸显示屏33由触摸屏和显示屏叠加构成，其中触摸屏起到感应触摸动作的作用，显示屏起到显示功能菜单和波形图像的作用。触摸显示屏33上可以具有波形显示区，该波形显示区用于感应触摸动作且能够显示至少一个信号通道的波形。

其中，处理器32与信号通道模块31中的各个信号通道和触摸显示屏33连接，用于根据实施例一中公开的触控操作方法选中其中一个信号通道的波形。

关于处理器32对触控操作方法的实现过程可以具体参考实施例一中的步骤S210-S250，这里不再进行赘述。

此外，触摸显示屏33上还可以具有菜单显示区，用于显示各项功能主菜单、子菜单和功能参数信息。那么，此时处理器32还应当具有功能菜单的生成功能，并在触摸显示屏33的菜单显示区内控制展示生成的菜单。

本领域的技术人员可以理解，将请求保护的触控操作方法应用于数字示波器上时，可以使得数字示波器快速地响应用户在波形显示区的触控动作，优化信号通道的波形的选中逻辑，在尽可能减少运算量的情况下，保证一次性地选中用户期望的波形，提高触控操作选中通道波形的准确度和服务于用户的人机交互性能。此外，处理器执行触控操作方法时能够充分发挥该方法计算量少的优势，降低对缓存以及处理单元的开销需求，缩短处理的时间，提供系统的触控响应速度，为用户提供更好的操作体验。

实施例四、

请参考图9，在本申请实施例一中公开的触屏示波器的触控操作方法的基础上，还公开一种信号测量装置，该信号测量装置4包括信号通道模块41和具有波形显示区的触摸显示屏44，还包括存储器43和处理器42。

其中，信号通道模块41至少包括一个信号通道。每个信号通道用于对经过的一路信号进行数字采样以得到信号对应波形的采样数据。

其中，触摸显示屏44的结构和功能可以参考实施例一中的触摸显示屏13，这里不再进行赘述。

其中，存储器43用于存储程序，比如存储的是步骤S210-S250所对应的程序代码；处理器42与信号通道模块41中的各个信号通道，以及与触摸显示屏44和存储器43连接，用于根据存储器43中存储的程序实现实施例一中的触控操作方法。

关于处理器42对触控操作方法的实现过程可以具体参考实施例一中的步骤S210-S250，这里不再进行赘述。

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 (9)

1.一种触屏示波器的触控操作方法，其特征在于，包括：

在触屏的波形显示区显示至少一个信号通道的波形；

获取用户在波形显示区的触点位置；

提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在所述波形显示区内的包络线信息；所述包络线信息包括所属的波形在所述波形显示区内各个显示列上的最小幅值和最大幅值；

根据各个信号通道的波形的包络线信息，分别计算所述触点位置与各个信号通道的波形之间的平均距离；该步骤具体包括：对于任意一个信号通道，根据该信号通道的波形的包络线信息获得所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值，每个显示列上的最小幅值和最大幅值之间形成有波形片段；分别计算所述触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离；

通过比较确定最小的平均距离对应的波形为选中的信号通道的波形。

2.如权利要求1所述的触控操作方法，其特征在于，所述提取各个信号通道的采样数据，分别得到各个信号通道的波形在所述波形显示区内的包络线信息，包括：

对于任意一个信号通道，根据该信号通道的采样速率获得一帧波形的采样数据；

按照采样时序对所述采样数据进行平均分割，得到分配至所述波形显示区内各个显示列的数据，各个显示列的数据用于在所述波形显示区内绘制显示该信号通道的一帧波形；

从所述波形显示区内各个显示列的数据中，提取所显示的一帧波形在各个显示列上的最小幅值和最大幅值；

根据提取的最小幅值和最大幅值得到该信号通道的波形的包络线信息。

3.如权利要求1所述的触控操作方法，其特征在于，所述分别计算所述触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离，包括：

对于任意一个信号通道，用y _{min_n} 、y _{max_n} 分别表示所显示的一帧波形在任意一个显示列上的最小幅值和最大幅值，并用(x _t ,y _t )表示所述触点位置，其中x、y分别为显示列的序号和波形的幅值，n为任意一个显示列，t为感应到的触点；将所述触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的最短距离作为所述有效距离，且用公式表示为

；

若根据D _n 计算得到N个所述有效距离，则对计算结果进行均值化处理的过程用公式表示为

；

其中，D _avg 为所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离。

4.如权利要求1所述的触控操作方法，其特征在于，所述分别计算所述触点位置到达各个显示列上所形成的波形片段的有效距离，通过对计算结果进行均值化处理得到所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离，包括：

对于任意一个信号通道，用y _{min_n} 、y _{max_n} 分别表示所显示的一帧波形在任意一个显示列上的最小幅值和最大幅值，并用(x _t ,y _t )表示所述触点位置，

表示y _t 与第n个显示列上所显示波形之间的幅值差，其中x、y分别为显示列的序号和波形的幅值，n为任意一个显示列，t为感应到的触点；将所述触点位置到达任意一个显示列上所形成的数据片段的纵向等效距离作为所述有效距离，且用公式表示为

；

若根据

计算得到N个所述有效距离，则对计算结果进行均值化处理的过程用公式表示为

；

其中，

为所述触点位置与该信号通道的波形之间的平均距离。

5.如权利要求4所述的触控操作方法，其特征在于，还包括对所述平均距离进行优化处理的步骤：

选取所述触点位置(x _t ,y _t )的前后各m个显示列作为有效的显示列，获得所述触点位置到达任意一个有效的显示列上所形成数据片段的纵向等效距离且表示为

，

；

对得到的2m个纵向等效距离进行均值化处理，得到所述平均距离的优化结果且用公式表示为

。

6.如权利要求1-5中任一项所述的触控操作方法，其特征在于，在获取用户在波形显示区的触点位置之后，还包括：

判断所述波形显示区内仅显示有一个信号通道的波形，则直接确定该信号通道的波形为选中的信号通道的波形。

7.一种数字示波器，其特征在于，包括：

至少一个信号通道，所述信号通道用于对经过的一路信号进行数字采样以得到信号对应波形的采样数据；

触摸显示屏，所述触摸显示屏上具有波形显示区，所述波形显示区用于感应触摸动作且能够显示至少一个信号通道的波形；

处理器，与各个所述信号通道和所述触摸显示屏连接，用于根据权利要求1-6中任一项所述的触控操作方法选中其中一个信号通道的波形。

8.一种触控式的信号测量装置，其特征在于，包括至少一个采集信号的信号通道和具有波形显示区的触摸显示屏，还包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，与各个所述信号通道、所述触摸显示屏和所述存储器连接，用于根据所述存储器中存储的程序实现如权利要求1-6中任一项所述的触控操作方法。

9.一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1-6中任一项所述的触控操作方法。

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