RU2218602C2

RU2218602C2 - Method for color-code display of variable multiple-parameter states of system or process

Info

Publication number: RU2218602C2
Application number: RU2001130114A
Authority: RU
Inventors: П.В. Карев
Original assignee: Карев Павел Викторович
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-12-10

Abstract

FIELD: data processing in digital computers and microprocessor systems. SUBSTANCE: method used in systems for visual analysis and prediction of variable multiple-parameter states of any systems, including individual state of particular person, in the course of visual expert analyses of results of computer-assisted processing of these parameters affords essential improvement in ergonomics and visual perception of these results on screen of one color video terminal due to their presentation in the form of one integral strip or essentially reduced number of strips with respective layout of parameter values. EFFECT: enhanced speed and improved quality of integrated estimates of variable multipleparameter states of system or process. 7 cl, 5 dwg

Description

Область техники. The field of technology.

Изобретение относится к области обработки данных в цифровых вычислительных машинах и микропроцессорных системах, а именно генерации визуальных отображений данных в автоматизированных экспертных системах, и может быть использовано в системах визуального анализа и прогнозирования переменных многопараметрических состояний любых систем или процессов, в том числе индивидуальных состояний конкретного человека. The invention relates to the field of data processing in digital computers and microprocessor systems, namely the generation of visual data mappings in automated expert systems, and can be used in visual analysis and prediction systems for variable multi-parameter states of any systems or processes, including individual states of a particular person .

Уровень техники. The prior art.

Известен способ отображения телеметрической информации (Патент РФ 2060465, G 01 D 7/02, 1996, Бюл. 14), заключающийся в одновременном выводе на экран одного многоцветного видеотерминала всего множества графиков информации, каждый из которых представляют в виде тонкой полосы цветового спектра, определенный цвет шкалы которого соответствует определенной амплитуде сигнала измеряемого значения параметра. A known method of displaying telemetric information (RF Patent 2060465, G 01 D 7/02, 1996, Bull. 14), which consists in simultaneously displaying on the screen one multicolor video terminal of the whole set of graphs of information, each of which is represented as a thin strip of the color spectrum, defined the color of the scale of which corresponds to a certain amplitude of the signal of the measured parameter value.

Ограничением данного способа является его недостаточная эргономичность (удобство зрительного восприятия, наглядность изображения) и низкая эффективность использования площади экрана видеотерминала, занимаемой полосами графиков информации о параметрах. Из-за отсутствия приемов предварительного интегрального уплотнения информации для уменьшения количества одновременно выводимых на экран полос становится невозможным отображение сотен, а тем более тысяч анализируемых параметров сложных систем или процессов (в описании Патента РФ 2060465 упоминается число до 120 параметров на экране одного видеотерминала типа SVGA). В итоге это приводит к существенным дополнительным затратам времени на анализ всей информации и принятие решений по ней. The limitation of this method is its lack of ergonomics (ease of visual perception, visualization of the image) and low efficiency of using the screen area of the video terminal occupied by the graphic information parameter bars. Due to the lack of methods for preliminary integral data compaction to reduce the number of bands displayed simultaneously on the screen, it becomes impossible to display hundreds, and even more than thousands of analyzed parameters of complex systems or processes (in the description of the RF Patent 2060465, the number of up to 120 parameters on the screen of one SVGA type video terminal is mentioned) . As a result, this leads to significant additional time spent on the analysis of all information and making decisions on it.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения по набору одинаковых существенных признаков является способ цветокодового представления и анализа характеристик колебательных процессов (Патент РФ 2149455, G 06 T 11/00, G 06 F 19/00, 2000, Бюл. 14), заключающийся в том, что каждому допустимому значению выбранных параметров однозначно определяют цвет (возможно с оттенком) с соответствующим цветовым кодом для отображения на экране видеотерминала. При этом отсутствию значения или незначимому значению любого параметра в соответствие ставят цвет (возможно с оттенком) с кодом назначенного фона отображения (отсутствие процесса - см. фиг.2 чертежей к описанию патента РФ 2149455). Осуществляют отображение на экране видеотерминала значений параметров, образующих переменные состояния системы или процесса в выбранном интервале изменения общего аргумента (в частном случае времени), путем формирования соответствующих цветокодовых сигналов. Эти сигналы участвуют в образовании на экране диаграммы, состоящей из визуально различимых полос, расположенных относительно друг друга определенным геометрическим образом (например, линейно) в соответствии с изменением общего аргумента времени. The closest analogue (prototype) of the present invention for a set of identical essential features is a method of color-code presentation and analysis of the characteristics of oscillatory processes (RF Patent 2149455, G 06 T 11/00, G 06 F 19/00, 2000, Bull. 14), which consists in the fact that each valid value of the selected parameters is uniquely determined by the color (possibly with a touch) with the corresponding color code for displaying on the video terminal screen. In this case, the absence (or insignificant value) of any parameter is associated with the color (possibly with a tint) with the code of the assigned display background (lack of process - see FIG. 2 of the drawings for the description of RF patent 2149455). They display on the video terminal screen the values of the parameters that form the state variables of the system or process in the selected interval for changing the general argument (in the particular case of time) by generating the corresponding color-code signals. These signals participate in the formation on the screen of the diagram, consisting of visually distinguishable bands located relative to each other in a certain geometric way (for example, linearly) in accordance with the change in the general argument of time.

У способа-прототипа в целом недостатки те же, что и у первого аналога, а именно существенные затраты времени на анализ состояний объекта из-за ограниченной эргономичности их способа цветокодового отображения и низкой эффективности использования площади экрана видеотерминала. The prototype method as a whole has the same drawbacks as the first analogue, namely, significant time spent on the analysis of the state of the object due to the limited ergonomics of their color-code display method and low efficiency of using the screen area of the video terminal.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, заключается в существенном ускорении качественной интегральной оценки переменных многопараметрических состояний системы или процесса в ходе визуального экспертного анализа результатов компьютерной обработки этих параметров. The technical problem solved by the proposed method is to significantly accelerate the qualitative integrated assessment of variables of multi-parameter states of a system or process during a visual expert analysis of the results of computer processing of these parameters.

Технический результат достигается с помощью значительного улучшения эргономичности и ускорения зрительного восприятия на экране одного видеотерминала цветного изображения этих результатов за счет их представления в виде одной интегральной полосы и/или значительно уменьшенного количества полос при соответствующей компоновке значимых значений параметров. The technical result is achieved by significantly improving ergonomics and accelerating visual perception on the screen of one video terminal of a color image of these results by presenting them in the form of a single integral strip and / or a significantly reduced number of stripes with an appropriate arrangement of significant parameter values.

Технический результат обеспечивается тем, что в общем случае по способу цветокодового отображения переменных многопараметрических состояний системы или процесса каждому допустимому для анализа значению выбранных параметров однозначно определяют цвет (возможно с оттенком) с соответствующим цветовым кодом для отображения на экране видеотерминала. При этом отсутствию значения или незначимому значению любого параметра в соответствие ставят цвет (возможно с оттенком) с кодом назначенного фона отображения. Далее осуществляют отображение на экране видеотерминала конкретных значений параметров, образующих переменные состояния системы или процесса в выбранном интервале изменения общего аргумента, путем формирования соответствующих цветокодовых сигналов. Эти сигналы участвуют в образовании на экране диаграммы, состоящей из визуально различимых полос, расположенных относительно друг друга определенным геометрическим образом в соответствии с изменением общего аргумента. The technical result is ensured by the fact that in the general case, according to the method of color-code display of variables of multi-parameter states of a system or process, each valid value of the selected parameters for analysis is uniquely determined by the color (possibly with a touch) with the corresponding color code for displaying the video terminal on the screen. In this case, the absence (or insignificant value) of any parameter is associated with the color (possibly with a tint) with the code of the assigned display background. Next, they display on the screen of the video terminal specific values of the parameters that form the state variables of the system or process in the selected interval for changing the general argument, by generating the corresponding color-code signals. These signals participate in the formation on the screen of the diagram, consisting of visually distinguishable bands located relative to each other in a certain geometric manner in accordance with the change in the general argument.

Предлагаемый способ отличается тем, что в составе диаграммы отображают выделенную интегральную полосу, которую образуют сигналы с кодами цветов, полученными посредством смешивания соответствующих по значениям общего аргумента кодов цветов значимых значений выбранных параметров и/или максимально уменьшают (минимизируют) количество полос диаграммы за счет замещения незначимых значений одних параметров значимыми значениями других параметров при условии одинаковых значений их общего аргумента и при условии неразрывности отображения на одной полосе участков постоянных значимых значений каждого параметра (по аналогии максимально плотной укладки падающих сверху геометрических фигур в горизонтальных полосах-слоях в известной компьютерной игре "Тетрис", где для исчезновения полосы-слоя необходимо 100%-ное заполнение полосы-слоя элементами фигур; в случае предлагаемого изобретения для исчезновения полосы необходим перевод всех значимых значений параметра полосы на замещение незначимых значений других параметров в других полосах). The proposed method is characterized in that the selected integral band is displayed in the chart, which is formed by signals with color codes obtained by mixing the relevant values of the color codes for the significant values of the selected parameters and / or minimizing (minimizing) the number of stripes of the chart by replacing the insignificant values of some parameters by significant values of other parameters provided that their common argument is the same and the mapping is continuous on one strip of sections of constant significant values of each parameter (by analogy with the most dense stacking of geometric shapes falling from above in horizontal stripes-layers in the well-known computer game "Tetris", where for the disappearance of a strip-layer, 100% filling of the strip-layer with shape elements is necessary; in the case of the present invention, for the disappearance of a strip, it is necessary to transfer all significant values of the parameter of the strip to replace insignificant values of other parameters in other bands).

Для дальнейшего улучшения эргономических свойств отображения предусмотрена возможность дополнительной символьной индикации на экране видеотерминала наименований и значимых значений параметров, а также соответствующего значения общего аргумента при помощи наведения указателя (в виде стрелки или линии среза) на соответствующий участок диаграммы. To further improve the ergonomic properties of the display, it is possible to additionally symbolically display the names and significant values of the parameters on the screen of the video terminal, as well as the corresponding value of the general argument by pointing the pointer (in the form of an arrow or a cut line) to the corresponding section of the diagram.

Диаграмму формируют в традиционном виде: или линейчатую с расположением полос линейно друг под другом, или круговую с расположением полос по концентрическим кольцам. Выделенную интегральную полосу располагают линейно внизу или наверху в линейчатой диаграмме или внешним наружным кольцом в круговой диаграмме. The diagram is formed in the traditional form: either linear with the arrangement of strips linearly under each other, or circular with the arrangement of strips along concentric rings. The dedicated integral strip is positioned linearly at the bottom or top in the bar chart or with the outer outer ring in the pie chart.

При анализе параметров динамических процессов в системах в качестве общего аргумента обычно используют переменную времени. When analyzing the parameters of dynamic processes in systems, a time variable is usually used as a general argument.

В качестве переменной времени можно использовать хронологическое время, и интервал хронологического времени можно выбирать, исходя из потребностей анализа переменных состояний системы или процесса в прогнозируемом будущем, настоящем или прошедшем времени. Это является необходимым условием тогда, когда в качестве многопараметрической системы рассматривают конкретного человека с его индивидуальными состояниями. Для подобного случая предусмотрена традиционная шкала изменения аргумента времени на диаграмме: 12 или 24 часа, для использования в часах, в первую очередь наручных, с видеотерминальным экраном, например жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ), в том числе сенсорным, и с микропроцессорным управлением процессом подготовки и отображения диаграммы. Chronological time can be used as a time variable, and the chronological time interval can be selected based on the needs of the analysis of variable conditions of a system or process in the predicted future, present or past time. This is a necessary condition when a specific person with his individual states is considered as a multi-parameter system. For such a case, a traditional scale for changing the time argument in the diagram is provided: 12 or 24 hours, for use in watches, primarily wrist watches, with a video terminal screen, for example, a liquid crystal display (LCD), including a touch screen, and with microprocessor control of the preparation process and chart display.

Перечень чертежей. The list of drawings.

Фиг. 1 - линейчатая диаграмма цветокодового отображения переменных многопараметрических состояний системы или процесса:
а) - диаграмма до (без) уменьшения количества полос;
б) - диаграмма после уменьшения количества полос с а);
в) - интегральная полоса из полос с а) или б).FIG. 1 is a bar chart of the color code display of variables of multi-parameter states of a system or process:
a) - diagram to (without) a decrease in the number of bands;
b) - chart after reducing the number of bands from a);
c) is the integral strip of bands a) or b).

Фиг. 2 - электронно-механические часы с круговой диаграммой с интегральной полосой, стрелками для индикации текущего момента времени, часовыми цифрами и символьной индикацией анализируемого момента времени хронологического календаря. FIG. 2 - electronic-mechanical clock with a pie chart with an integrated strip, hands to indicate the current time, hour digits and symbolic indication of the analyzed time of the chronological calendar.

Фиг.3 - электронные часы с линейчатой диаграммой с интегральной полосой, часовыми цифрами, символьной индикацией текущего момента времени и анализируемого момента времени хронологического календаря. Figure 3 - electronic clock with a bar chart with an integrated band, hour digits, a symbolic indication of the current time and the analyzed time point of the chronological calendar.

Возможность осуществления изобретения. The possibility of carrying out the invention.

На фиг.1 буквами обозначены оси: А - общего аргумента; Р - полос параметров до уменьшения количества полос (в общем случае N полос); L - полос параметров после уменьшения количества полос (в общем случае К полос). В частном случае на фиг.1 конкретно показано, как 7 исходных полос на а) уменьшают за счет компоновки сжатием-уплотнением до 3 комбинированных полос на б). In figure 1, the letters denote the axis: A - general argument; P - bands of parameters to reduce the number of bands (in the general case, N bands); L - bands of parameters after reducing the number of bands (in the general case, K bands). In the particular case, Fig. 1 specifically shows how the 7 source bands on a) are reduced due to the compression-seal arrangement to 3 combined bands on b).

Из-за требования черно-белых изображений фигур в описании изобретения многоцветность полос диаграмм на рисунках выражена различными оттенками светлых и темных тонов черно-белого цвета. Кстати, в предлагаемом способе видеотерминалу на практике необязательно быть многоцветным, но в таком случае он должен иметь свойство отображения оттенков черно-белого изображения для реализации различительной способности соответствия оттенков допустимому множеству значений параметров. Due to the requirement of black-and-white images of figures in the description of the invention, the multi-color strips of the diagrams in the figures are expressed in different shades of light and dark tones of black and white. By the way, in the proposed method, the video terminal in practice does not have to be multi-color, but in this case it must have the ability to display the shades of the black-and-white image in order to realize the distinctive ability of the shades to match the allowable set of parameter values.

Тонкими прямыми линиями между полосами показаны соответствующие одинаковым значениям общего аргумента границы переходов участков диаграммы с постоянными значимыми значениями параметров при преобразованиях: на фиг.1: при уменьшении количества полос и далее при смешивании цветов в интегральной полосе; на фиг.2 и 3: при смешивании цветов в интегральной полосе. Thin straight lines between the bands show the corresponding values of the common argument of the border of the transitions of the sections of the diagram with constant significant parameter values during the transformations: in Fig. 1: when reducing the number of stripes and then mixing colors in the integral strip; figure 2 and 3: when mixing colors in the integrated strip.

На фиг. 1 б), в) дополнительно изображены указатели с символьной индикацией наименований (условно обозначены НП) и значимых значений (ЗП) параметров (Р с нижним индексом - номером параметра и его полосы на а) и соответствующих значений аргумента (ЗА) в так называемых "всплывающих" окнах-подсказках. In FIG. 1 b), c) additionally shown are pointers with a symbolic indication of the names (NP) and significant values (RF) of the parameters (P with a subscript - the number of the parameter and its strip on a) and the corresponding values of the argument (3A) in the so-called " tooltips.

Реализация отображения возможна на любом современном типе видеотерминала (ЖКИ, ЭЛТ и т.п.), использующего цифровую компьютерную или микропроцессорную систему и диалоговые средства ввода/вывода информации пользователя в компьютерную систему. The implementation of the display is possible on any modern type of video terminal (LCD, CRT, etc.), using a digital computer or microprocessor system and dialog means for input / output of user information into a computer system.

Предлагаемый способ реализован в авторской компьютерной программе "Сталкер", работающей в ПЭВМ с ОС Windows-95/98/NT/2000/XP - программе визуального прогнозирования индивидуальных состояний объектов, в первую очередь, конкретного человека. The proposed method is implemented in the author's computer program "Stalker", which runs on a PC with OS Windows-95/98 / NT / 2000 / XP - a program for visual prediction of individual states of objects, primarily a specific person.

Количество учитываемых параметров, определяющих индивидуальные состояния отдельного человека, составляет несколько тысяч. Такое количество параметров практически невозможно зрительно различимо отобразить таким же количеством цветных полос в единой диаграмме на небольшой обозримой площади экрана реально существующих видеотерминалов. The number of parameters taken into account that determine the individual state of an individual is several thousand. Such a number of parameters is almost impossible to visually distinguish with the same number of color bars in a single diagram on a small visible screen area of real-life video terminals.

Однако ввиду того, что многие из параметров достаточно часто являются незначимыми в одни и те же интервалы общего аргумента хронологического времени, можно очень существенно (в сотни раз) уменьшить количество отображаемых полос единой диаграммы за счет замещения незначимых значений одних параметров значимыми значениями других. Тогда каждая полоса диаграммы будет изображать значения больше, чем одного параметра. Однако и при этом каждый участок каждой полосы будет соответствовать либо незначимому значению (цвет общего фона), либо определенному значимому значению какого-то одного параметра. Иначе обстоит дело с интегральной полосой, где ее отдельные участки должны соответствовать смешанным комбинациям всех значимых для соответствующего момента времени значений всех выбранных для данного анализа параметров. However, due to the fact that many of the parameters are often insignificant at the same intervals of the general argument of the chronological time, it is possible to significantly (hundreds of times) reduce the number of displayed bands of a single diagram by replacing insignificant values of some parameters with significant values of others. Then each bar of the chart will display values of more than one parameter. However, in this case, each section of each strip will correspond to either an insignificant value (the color of the general background) or a certain significant value of any one parameter. The situation is different with the integral strip, where its individual sections must correspond to mixed combinations of all values of all the parameters selected for this analysis that are significant for the corresponding moment in time.

Для пользователя предпочтителен вариант, когда все выбранные с подсказкой программы параметры из их полного набора являются однородными, то есть имеют единую шкалу значимых значений-оценок. Тогда пользователь в ситуации нехватки времени для подробного анализа может легко, быстро и качественно оценить состояния анализируемого объекта, в первую очередь самого себя, всего лишь по одной интегральной полосе, а в значениях отдельных параметров разобраться при необходимости позже. For the user, the preferred option is when all the parameters from the complete set selected with the program help are homogeneous, that is, they have a single scale of significant values-estimates. Then the user in a situation of lack of time for a detailed analysis can easily, quickly and qualitatively assess the state of the analyzed object, first of all himself, in just one integrated band, and figure out the values of individual parameters later if necessary.

При выборе любых параметров полную информацию о них и их значениях можно при желании получить с помощью их дополнительной символьной индикации во "всплывающих" окнах-подсказках на экране при наведении указателя компьютерной "мыши" на соответствующий участок выбранной полосы диаграммы. If any parameters are selected, complete information about them and their values can be obtained, if desired, by using their additional symbolic indication in the "pop-up" tooltips on the screen by hovering the mouse pointer over the corresponding section of the selected chart strip.

В перспективе планируется использовать предлагаемый способ в составе программы "Сталкер" в различного рода часах, в первую очередь наручных, с видеотерминальным экраном (см. фиг.2, 3) и микропроцессорным управлением. За счет этого новшества владельцы таких наручных часов получат возможность и преимущество оперативного и быстрого визуального прогнозирования своих ближайших и будущих индивидуальных состояний с целью более разумного и качественного планирования своих дел. In the future, it is planned to use the proposed method as part of the Stalker program in various kinds of watches, primarily wrist watches, with a video terminal screen (see Fig. 2, 3) and microprocessor control. Due to this innovation, the owners of such watches will have the opportunity and advantage of prompt and quick visual forecasting of their immediate and future individual conditions with the aim of more reasonable and high-quality planning of their affairs.

Claims

1. The way of color-code display of variables of multi-parameter states of a system or process, which consists in the fact that each value of the parameters is uniquely determined by the color, possibly with a tint, with the corresponding color code for displaying on the video terminal screen, while the absence of the value of any parameter corresponds to the color, possibly with a shade, with the code of the assigned display background, the values of the parameters forming the state variables of the system or process are displayed on the video terminal screen in the interval of changing the general argument, by generating the corresponding color-code signals that participate in the formation on the screen of the diagram, consisting of visually distinguishable strips located relative to each other in a certain geometric manner in accordance with the change in the general argument, characterized in that the selected integral band is displayed in the diagram which is formed by signals with color codes obtained by mixing the corresponding color code values according to the values of the general argument eny parameters and / or reduce the number of lanes on the diagram by replacing missing values of some parameter values of the other parameters, provided the same values of the total argument and display continuity provided on one strip portions of each parameter of constant values.

2. The method according to claim 1, characterized in that the diagram formed on the screen of the video terminal provides for the possibility of additional symbolic indication of the names and values of the parameters, as well as the corresponding value of the general argument by pointing to the corresponding section of the diagram.

3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that they form a line chart with the arrangement of strips linearly under each other or a pie chart with the arrangement of strips on concentric rings, the selected integral strip is positioned linearly below or above in the line diagram or external external ring in a pie chart.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a time variable is used as a general argument.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the chronological time is used as a general argument and the chronological time interval is selected based on the needs of the analysis of variable conditions of the system or process in the predicted future, present or past time.

6. The method according to claim 5, characterized in that as a multiparameter system consider a specific person with his individual conditions.

7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the change in the general time argument in the diagram is set to 12 or 24 hours, for example, for use in watches, primarily wrist watches, with a video display screen, for example, a liquid crystal display, including touch, and with microprocessor control.