JP4374817B2 - 波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルオシロスコープなどの波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック線図である。アナログ入力信号Ｅｉは、入力アンプ１で増幅（減衰を含む）され、電圧、振幅が調整され、Ａ／Ｄ変換器２に導かれ、所定のサンプルレートで電圧レベルがデジタル値に変換される。
【０００３】
ディジタルデータは、トリガ回路３よりのトリガ条件成立信号を受け、１次データ処理回路４により、時間軸設定にあったサンプルレートで１次メモリ５に書き込まれる。１次メモリ５に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６でアベレージング処理などを施されてアクイジションメモリ７に書き込まれる。
【０００４】
アクイジションメモリ７に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６により波形データに変換されたあと、波形取り込み回路８に転送される。９は表示制御回路であり、取り込まれた波形データを表示メモリ１０に一時記憶させ、このデータを液晶などの表示装置１１に表示させる。
【０００５】
１２は、システム全体を管理するＣＰＵ手段、１３はオペレータとのインターフェイスを形成する操作部である。これらＣＰＵ手段１２、操作部１３及び前記波形取り込み回路８、表示制御回路９は、制御バス１４を介して通信する。
【０００６】
このような構成において、サンプリングでデジタル変換されて１次メモリ５に書き込まれた波形データは、その解像度が高いほど忠実に波形を再現することができる。
ところが、１次メモリの容量は有限であるため、解像度を高くすると１次データに要するメモリ領域が増大するので、サンプリングデータ数は減少する。
【０００７】
従って、サンプリングデータ数を拡張する時には、情報価値の低い下位ビットを圧縮する。例えば、有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮を行うと、サンプリングデータ数は１６ｂｉｔ時の２倍に拡張することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
下位ビットを圧縮する手法として、切り捨て、半値以上桁上がり、などがある。
図５は、有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮を行う場合に、下位８ｂｉｔを切り捨てる処理のイメージ図である。
【０００９】
図６は同じく有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮を行う場合に、半値以上桁上がり処理を実行するための機能ブロック図であり、半値以上桁上がり処理機能Ｐは、下位の８ｂｉｔの最上位ビットによりイネーブル入力ＥＮがオンの場合は入力（ＩＮ）に“１”を加算し、イネーブル入力ＥＮがオフの場合は入力IＮをそのまま出力する。
【００１０】
図７（Ａ）は下位８ｂｉｔを切り捨てる処理の場合、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【００１１】
図８（Ａ）は半値以上桁上がり処理の場合、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【００１２】
これらの解像度圧縮手法は、切り捨てでは下位ビット全て、半値以上桁上がりでは下位の最上位ビット以外のビット全ては使用されないので、失われる情報量が多い。また、リニアな変化をしている入力データに対して、ある点を境にデータ値がシフトするため、段差のある波形に見え、多くの誤差を含む。
【００１３】
本発明の目的は、波形データの解像度圧縮処理において、下位ビットの切り捨て、半値以上桁上がりにより発生する誤差を改善した解像度圧縮方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、アナログ入力信号の電圧レベルを所定のサンプルレートでディジタル値に変換した波形データを１次メモリに書き込む波形表示装置における、前記波形データの下位ビットを圧縮する解像度圧縮方法において、圧縮すべき下位ビットを積算し、積算結果桁上がりした時点で上位ビットに“＋１”する補正を実行する、方法にある。
【００１５】
請求項２記載発明の特徴は、
前記圧縮すべき下位ビット数が全ビット数の１／２以下とした点にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用したデジタルオシロスコープの機能ブロック図であり、図９で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本発明の特徴部は、１次データ処理回路４と１次メモリの間に挿入された圧縮手段１５の処理機能にある。
【００１７】
図２は、本発明圧縮手段１５の処理を説明する機能ブロック図である。Ｐは図６で説明した半値以上桁上がり処理機能と同一であり、桁上がりビットによりイネーブル入力ＥＮがオンの場合は入力（ＩＮ）に“１”を加算し、イネーブル入力ＥＮがオフの場合は入力IＮをそのまま出力する。
【００１８】
加算手段Ｑ及びフリップフロップ手段Ｒよりなる機能は、下位ビット積算機能であり、加算手段圧縮する下位ビットを積算して積算結果桁上がりした時点で桁上がり処理機能Ｐのイネーブル入力ＥＮをオンとし、上位ビットに“＋１”する補正を実行する。
【００１９】
図３（Ａ）は本発明の適用による下位ビットの積算処理の場合に、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面における圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【００２０】
図４は実際の表示器１１での表示態様を示すものであり、（Ａ）は本発明の適用による改善後の高解像度表示画面での高解像度波形と圧縮解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、圧縮解像度表示画面における圧縮後の圧縮解像度の波形図である。
【００２１】
このように、本発明によれば下位ビットは積算されるので、失われる情報量は従来の手法より少なくなる。この手法で解像度圧縮を行うと、図４のように、リニアな入力データに対して、徐々にデータ値をシフトさせることができ、生成される圧縮データは、入力値との誤差が従来に手法により小さくなる。
【００２２】
以上説明した本発明における圧縮手段１５の機能は、専用のハードウェアを設けて実現してもよいし、１次データ処理回路４の機能としてソフトウェアで実現することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、デジタルオシロスコープなどの波形表示装置における波形データの解像度圧縮処理において、下位ビットの切り捨て、半値以上桁上がりにより発生する誤差を改善した解像度圧縮処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したデジタルオシロスコープの機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明圧縮手段１５の処理を説明する機能ブロック図である。
【図３】（Ａ）は本発明の適用による下位ビットの積算処理の場合に、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面における圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【図４】（Ａ）は本発明の適用による改善後の高解像度表示画面での高解像度波形と圧縮解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、圧縮解像度表示画面における圧縮後の圧縮解像度の波形図である。
【図５】有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮する場合に、下位８ｂｉｔを切り捨てる処理のイメージ図である。
【図６】有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮する場合に、半値以上桁上がり処理を実行するための機能ブロック図である。
【図７】（Ａ）は、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【図８】（Ａ）は半値以上桁上がり処理の場合、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【図９】一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力アンプ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ トリガ回路
４ １次データ処理回路
５ １次メモリ
６ ２次データ処理回路
７ アクイジションメモリ
８ 波形取り込み回路
９ 表示制御回路
１０ 表示メモリ
１１ 表示器
１２ ＣＰＵ手段
１３ 操作部
１４ 制御バス
１５ 圧縮手段
Ｐ 桁上がり処理機能
Ｑ 加算手段
Ｒ フリップフロップ手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルオシロスコープなどの波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック線図である。アナログ入力信号Ｅｉは、入力アンプ１で増幅（減衰を含む）され、電圧、振幅が調整され、Ａ／Ｄ変換器２に導かれ、所定のサンプルレートで電圧レベルがデジタル値に変換される。
【０００３】
ディジタルデータは、トリガ回路３よりのトリガ条件成立信号を受け、１次データ処理回路４により、時間軸設定にあったサンプルレートで１次メモリ５に書き込まれる。１次メモリ５に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６でアベレージング処理などを施されてアクイジションメモリ７に書き込まれる。
【０００４】
アクイジションメモリ７に書き込まれたデータは、２次データ処理回路６により波形データに変換されたあと、波形取り込み回路８に転送される。９は表示制御回路であり、取り込まれた波形データを表示メモリ１０に一時記憶させ、このデータを液晶などの表示装置１１に表示させる。
【０００５】
１２は、システム全体を管理するＣＰＵ手段、１３はオペレータとのインターフェイスを形成する操作部である。これらＣＰＵ手段１２、操作部１３及び前記波形取り込み回路８、表示制御回路９は、制御バス１４を介して通信する。
【０００６】
このような構成において、サンプリングでデジタル変換されて１次メモリ５に書き込まれた波形データは、その解像度が高いほど忠実に波形を再現することができる。
ところが、１次メモリの容量は有限であるため、解像度を高くすると１次データに要するメモリ領域が増大するので、サンプリングデータ数は減少する。
【０００７】
従って、サンプリングデータ数を拡張する時には、情報価値の低い下位ビットを圧縮する。例えば、有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮を行うと、サンプリングデータ数は１６ｂｉｔ時の２倍に拡張することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
下位ビットを圧縮する手法として、切り捨て、半値以上桁上がり、などがある。
図５は、有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮を行う場合に、下位８ｂｉｔを切り捨てる処理のイメージ図である。
【０００９】
図６は同じく有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮を行う場合に、半値以上桁上がり処理を実行するための機能ブロック図であり、半値以上桁上がり処理機能Ｐは、下位の８ｂｉｔの最上位ビットによりイネーブル入力ＥＮがオンの場合は入力（ＩＮ）に“１”を加算し、イネーブル入力ＥＮがオフの場合は入力IＮをそのまま出力する。
【００１０】
図７（Ａ）は下位８ｂｉｔを切り捨てる処理の場合、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【００１１】
図８（Ａ）は半値以上桁上がり処理の場合、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【００１２】
これらの解像度圧縮手法は、切り捨てでは下位ビット全て、半値以上桁上がりでは下位の最上位ビット以外のビット全ては使用されないので、失われる情報量が多い。また、リニアな変化をしている入力データに対して、ある点を境にデータ値がシフトするため、段差のある波形に見え、多くの誤差を含む。
【００１３】
本発明の目的は、波形データの解像度圧縮処理において、下位ビットの切り捨て、半値以上桁上がりにより発生する誤差を改善した解像度圧縮方法を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、アナログ入力信号の電圧レベルを所定のサンプルレートでディジタル値に変換した波形データを１次メモリに書き込む波形表示装置における、前記波形データの下位ビットを圧縮する解像度圧縮方法において、圧縮すべき下位ビットを積算し、積算結果桁上がりした時点で上位ビットに“＋１”する補正を実行する、方法にある。
【００１５】
請求項２記載発明の特徴は、
前記圧縮すべき下位ビット数が全ビット数の１／２以下とした点にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用したデジタルオシロスコープの機能ブロック図であり、図９で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本発明の特徴部は、１次データ処理回路４と１次メモリの間に挿入された圧縮手段１５の処理機能にある。
【００１７】
図２は、本発明圧縮手段１５の処理を説明する機能ブロック図である。Ｐは図６で説明した半値以上桁上がり処理機能と同一であり、桁上がりビットによりイネーブル入力ＥＮがオンの場合は入力（ＩＮ）に“１”を加算し、イネーブル入力ＥＮがオフの場合は入力IＮをそのまま出力する。
【００１８】
加算手段Ｑ及びフリップフロップ手段Ｒよりなる機能は、下位ビット積算機能であり、加算手段圧縮する下位ビットを積算して積算結果桁上がりした時点で桁上がり処理機能Ｐのイネーブル入力ＥＮをオンとし、上位ビットに“＋１”する補正を実行する。
【００１９】
図３（Ａ）は本発明の適用による下位ビットの積算処理の場合に、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面における圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【００２０】
図４は実際の表示器１１での表示態様を示すものであり、（Ａ）は本発明の適用による改善後の高解像度表示画面での高解像度波形と圧縮解像度波形を比較した波形図である。（Ｂ）は、圧縮解像度表示画面における圧縮後の圧縮解像度の波形図である。
【００２１】
このように、本発明によれば下位ビットは積算されるので、失われる情報量は従来の手法より少なくなる。この手法で解像度圧縮を行うと、図４のように、リニアな入力データに対して、徐々にデータ値をシフトさせることができ、生成される圧縮データは、入力値との誤差が従来に手法により小さくなる。
【００２２】
以上説明した本発明における圧縮手段１５の機能は、専用のハードウェアを設けて実現してもよいし、１次データ処理回路４の機能としてソフトウェアで実現することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、デジタルオシロスコープなどの波形表示装置における波形データの解像度圧縮処理において、下位ビットの切り捨て、半値以上桁上がりにより発生する誤差を改善した解像度圧縮処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したデジタルオシロスコープの機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明圧縮手段１５の処理を説明する機能ブロック図である。
【図３】（Ａ）は本発明の適用による下位ビットの積算処理の場合に、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面における圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【図４】（Ａ）は本発明の適用による改善後の高解像度表示画面での高解像度波形と圧縮解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、圧縮解像度表示画面における圧縮後の圧縮解像度の波形図である。
【図５】有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮する場合に、下位８ｂｉｔを切り捨てる処理のイメージ図である。
【図６】有効データ長１６ｂｉｔを８ｂｉｔに圧縮する場合に、半値以上桁上がり処理を実行するための機能ブロック図である。
【図７】（Ａ）は、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【図８】（Ａ）は半値以上桁上がり処理の場合、１６ｂｉｔ解像度表示画面で圧縮前の１６ｂｉｔ解像度波形と圧縮後の８ｂｉｔ解像度波形を比較した波形図、（Ｂ）は、８ｂｉｔ解像度表示画面において圧縮後の８ｂｉｔ解像度の波形図である。
【図９】一般的なデジタルオシロスコープの構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力アンプ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ トリガ回路
４ １次データ処理回路
５ １次メモリ
６ ２次データ処理回路
７ アクイジションメモリ
８ 波形取り込み回路
９ 表示制御回路
１０ 表示メモリ
１１ 表示器
１２ ＣＰＵ手段
１３ 操作部
１４ 制御バス
１５ 圧縮手段
Ｐ 桁上がり処理機能
Ｑ 加算手段
Ｒ フリップフロップ手段
Claims (2)
- アナログ入力信号の電圧レベルを所定のサンプルレートでディジタル値に変換した波形データを１次メモリに書き込む波形表示装置における、前記波形データの下位ビットを圧縮する解像度圧縮方法において、圧縮すべき下位ビットを積算し、積算結果桁上がりした時点で上位ビットに“＋１”する補正を実行する、ことを特徴とする波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法。
- 前記圧縮すべき下位ビット数が全ビット数の１／２以下とした請求項１記載の波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001300148A JP4374817B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001300148A JP4374817B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003107107A JP2003107107A (ja) | 2003-04-09 |
| JP4374817B2 true JP4374817B2 (ja) | 2009-12-02 |
Family
ID=19120771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001300148A Expired - Fee Related JP4374817B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 波形表示装置における波形データの解像度圧縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4374817B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7432386B2 (ja) * | 2020-02-10 | 2024-02-16 | 株式会社コーエーテクモゲームス | プログラム、情報処理方法、及び情報処理装置 |
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2001
- 2001-09-28 JP JP2001300148A patent/JP4374817B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2003107107A (ja) | 2003-04-09 |
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