專利名稱：用于快速顯示的數(shù)據(jù)壓縮的制作方法
背景技術：
近來在多種電子技術速度方面的進展現(xiàn)在已經(jīng)允許儀器測量極大的并包括大量采樣的輸入數(shù)據(jù)信號。更大的數(shù)據(jù)信號以及與其相關的大量采樣需要越來越多的存儲器以記錄與其相關的大量數(shù)據(jù)。除了僅在存儲器中存儲該大量的數(shù)據(jù)之外，還必須以某種方式顯示這個數(shù)據(jù)，以允許用戶分析輸入的和被采樣的數(shù)據(jù)信號。
在屏幕中繪制信號的傳統(tǒng)過程是繪制一條連接每對表示被捕捉信號的采樣點的線。所有的數(shù)據(jù)點經(jīng)過連接之后，一條連續(xù)的線作為已被接收和采樣的信號的近似值向用戶呈現(xiàn)。盡管這種方法在少量數(shù)據(jù)采樣點的情況中工作良好，但是只要數(shù)據(jù)數(shù)目增加，這種方法便變得非常慢。這是因為通過顯示設備繪制每條線需要硬件從主處理器中存取數(shù)據(jù)到顯示設備，這個過程相對于處理器能力來說是一種非常慢的操作?，F(xiàn)在最先進的儀器可以記錄數(shù)百萬計的數(shù)據(jù)值。然而，在顯示設備中繪制數(shù)百萬條在這些數(shù)據(jù)值之間的線是一個非常慢的過程，能夠花費多達幾秒的時間。
發(fā)明概述依照本發(fā)明，為了避免這種顯示慢的問題，希望將存取顯示設備的次數(shù)減少至最小值。因此，依照本發(fā)明，在將被存儲的數(shù)據(jù)轉發(fā)到顯示器之前對其進行壓縮。當數(shù)據(jù)采樣值的數(shù)目大于顯示設備中的像素水平數(shù)目時可以執(zhí)行這種壓縮。在這種情況中，因為數(shù)據(jù)采樣值的數(shù)目大于能夠被顯示的像素的數(shù)目，所以，所有多個數(shù)據(jù)值將被“擊中”并在相同垂直像素列中顯示，這導致難于觀看顯示。這是因為意味著多條線將沿著相同像素列相互重疊地垂直繪制。
因此，依據(jù)本發(fā)明，一種壓縮算法包括檢查每個將正常“擊中”或者在公共的垂直像素列中顯示的每個數(shù)據(jù)值，以確定這種數(shù)據(jù)的最小值或者最大值。然后代替繪制多條重疊的垂直線，使用這個最小/最大值對在適當?shù)拇怪毕袼亓欣L制一條垂直線來表示對應于該像素列的所有數(shù)據(jù)值。然后，這種方法被應用于每個要在顯示設備中顯示的像素列。本發(fā)明還包括確保該數(shù)據(jù)值與適當?shù)拇怪毕袼亓邢嚓P的步驟。
依據(jù)本發(fā)明，對已采集(acquire)的信號提供了一種更清楚更容易的顯示。本發(fā)明再其它的目的和優(yōu)勢根據(jù)說明書和附圖在某種程度上將是顯而易見。
因此，本發(fā)明包括幾個步驟和一個或者多個這種步驟關于每個其它步驟的關系，以及體現(xiàn)為適合于實施這樣的步驟的結構特征、元件組合以及部件排列的設備，所有這些都如以下詳細描述中所示例的，并且本發(fā)明的范圍將在權利要求中指出。
附圖簡述為了更完整地理解本發(fā)明，參考以下的描述以及附圖，其中

圖1是描述由于采集過程而發(fā)生的時間偏移的曲線圖；圖2是描述根據(jù)本發(fā)明通過應用壓縮算法產(chǎn)生的人為信號的曲線圖；圖3是描述處理圖2中人為信號的簡單方法的曲線圖；圖4是描述根據(jù)本發(fā)明處理圖2中人為信號的簡單方法的曲線圖；圖5是描述一種使用單個壓縮表的簡單壓縮方法的流程圖；圖6是描述根據(jù)本發(fā)明的壓縮方法的流程圖，其中為每次采集重新計算壓縮表。
優(yōu)選實施例詳述因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于顯示數(shù)據(jù)信號的改進的方法和設備。在將表示要被顯示的信號的數(shù)據(jù)轉發(fā)到顯示器之前對其進行壓縮。因為數(shù)據(jù)采樣值的數(shù)目大于能夠被顯示的像素的數(shù)目，所以不進行壓縮會使多個數(shù)據(jù)值在相同垂直像素列中顯示，導致難于觀看顯示。這是因為在相同垂直像素列中連接多個數(shù)據(jù)采樣點的線將被相互重疊地繪制。因此，這多條線將沿著相同的像素列垂直地彼此重疊。
本發(fā)明的壓縮算法包括檢查將正常地在公共垂直像素列顯示的數(shù)據(jù)采樣值，以確定這種數(shù)據(jù)的最小值和最大值。然后，使用這個最小/最大值對在兩個點之間在適當?shù)拇怪毕袼亓欣L制單條垂直線，而不是在所有原始存在的像素之間繪制多條重疊的垂直線。然后，這種方法被重復地應用于每個將在顯示設備中顯示的垂直像素列。
為了實現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的壓縮算法，首先必須確定將被顯示為屬于相同像素列的所有數(shù)據(jù)采樣值。因此，一個壓縮表被計算出來，首先確定屬于每個垂直像素列的數(shù)據(jù)采樣值的數(shù)目。這個過程可以通過用顯示設備中水平像素的總數(shù)來除數(shù)據(jù)采樣值的總數(shù)而實現(xiàn)?？商鎿Q地，數(shù)據(jù)信號的采集時間可以用顯示設備中水平像素的數(shù)目來除。這個結果將表示對應于每個垂直像素列的采樣信號的時間部分。在此已確定的時間間隔期間的數(shù)據(jù)采樣值數(shù)目就是將與顯示設備中每個垂直像素列相關的數(shù)據(jù)采樣值的數(shù)目。
然后，使用這個已確定的壓縮表來分離與特殊垂直像素列相關的數(shù)據(jù)采樣值，檢查每個由壓縮表定義的與該特殊垂直像素列相關的數(shù)據(jù)值，以發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)采樣值中的最小值和最大值。這個已確定的最小/最大值對然后被用于定義要為該特殊垂直像素列繪制的垂直線的端點。如上所述，對顯示設備的每個垂直像素列執(zhí)行這個過程。
然而，在某個條件下，使用這種被稱為最小/最大值壓縮的方法可能創(chuàng)造出較小的人為信號，當垂直像素列x的最大值小于垂直像素列x+1的最小值時，該人為信號包括在某些已繪制的最小/最大值線之間的一些孔(適用相反的情況，即當垂直像素列x的最小值大于垂直像素列x+1的最大值時)。在圖2中描述了這種人為信號，其中，在鄰近的垂直像素列中繪制的垂直線(220，230)之間顯示了間隔210。在該問題的一種簡化解決方案中，如圖3所示，兩個最小/最大值線通過相互結合的延長部分320，330被對稱性地垂直延長，從而填滿空穴。
這種人為信號典型地由作為用于產(chǎn)生壓縮表的過程的結果產(chǎn)生，并事實上是該過程中所固有的。在一種更簡單的實施例中，例如圖5中顯示的過程，在步驟510采集數(shù)據(jù)之后，在步驟520使用已產(chǎn)生的壓縮表，在步驟530進行繪制(rendering)，每個最小/最大值對一條垂直線。僅當采集數(shù)據(jù)的數(shù)目或者顯示寬度變化時才計算壓縮表。因為采集硬件的工作方式，每次采集(連續(xù)或其它方式)不能對于每次掃描都是在完全相同的時間發(fā)生。在圖1顯示了第一次掃描110中的采集定時與第二次掃描120中的采集定時之間的小的任意時間偏移130。這意味著相同的已標引(已編號)數(shù)據(jù)值可以在不同采集之間稍稍不同的時間發(fā)生。然而，如上所述，因為獨立于采集系統(tǒng)的定時來提供顯示，所以每個垂直的顯示像素列表示一個固定的時間范圍，并沒有設計它在采集之間改變。采用這種可變的數(shù)據(jù)采集時間但是為固定顯示像素范圍導致相同的已標引(已編號)數(shù)據(jù)值可能在第一次采集(112，113)中對應于一個垂直像素列，在第二次采集(114，115)中對應于鄰近的垂直像素列。圖1中顯示的被連接的圈指示這個難點。采用這種簡化的實施例，這種在采集之間出現(xiàn)的小的時間漂移并沒有被說明，結果，一些數(shù)據(jù)采樣值與錯誤的垂直像素列相關。
使用這種簡化的壓縮方法產(chǎn)生的第二個問題是，如圖3所示，為了填補兩個鄰近的最小/最大值之間出現(xiàn)的空穴，兩條最小/最大值線被連接，每一條被等量延長。如圖4所示，因為將前一個最小/最大值的最后數(shù)據(jù)值連接到下一個最小/最大值的第一個數(shù)據(jù)值的線可以理想地從前一個最小/最大值410的底部開始到下一個最小/最大值420的底部，所以這僅能得到事實的近似值。在這種情況中，因為最小/最大像素值的精確位置，所以使得不使用壓縮算法連接這些點從而繪制的線430的中間部分將不必對應于使用壓縮算法繪制的線的中間部分，該壓縮算法對于最小/最大值采取最接近的數(shù)值并且僅簡單地等量延伸每條線以便連接它們。
因此，如圖6所示，依據(jù)本發(fā)明，在克服校簡單實施例中所固有的缺點的嘗試中，在步驟615在每次采集之間都計算壓縮表，以便考慮在采集之間可能產(chǎn)生的小的時間偏移。為了考慮這種小的時間偏移，壓縮表不再依賴與顯示像素列的數(shù)目比較的數(shù)據(jù)采樣值的數(shù)目。而是根據(jù)采集數(shù)據(jù)采樣值的實際絕對時間產(chǎn)生壓縮表，該絕對時間中包括任何已產(chǎn)生的時間偏移。
通過除了為每個垂直像素列存儲最小/最大值之外還存儲對應于相同垂直像素列的第一個和最后一個數(shù)據(jù)值，上述關于無力確保必須被連接以便消除已產(chǎn)生人為信號的鄰近垂直線之間的適當連接的第二個問題得以解決。因此，當延長鄰近的垂直線以便消除人為信號時，可以使用這兩個數(shù)值的中間值計算連接斷開的鄰近最小/最大值線的確切位置。因此，如圖4所示，最好沿著一條理想線路提供不同尺寸的延長部分430，431。
如上所述，在簡化的壓縮方法實施例中，僅僅使用垂直像素列數(shù)目和數(shù)據(jù)采樣點的數(shù)目，只計算一次壓縮表。每個像素具有與其相關的固定數(shù)目的數(shù)據(jù)采樣點(圖1的例子對于所顯示的垂直像素列有5，4，5，5個數(shù)據(jù)采樣點)。這種一般的壓縮表然后被用于隨后所有的采集。因為每個在顯示器中的垂直像素列表示總是相同的時間段，所以對每次采集使用相同的壓縮表引起一些數(shù)據(jù)采樣值與錯誤的垂直像素列相關(參見圖1)。
關于簡化的壓縮方法實施例中的另一個問題來自于數(shù)據(jù)采樣點的總數(shù)被用于計算壓縮表的事實。因此，查看圖1，同時也顯示第一像素左側的點和最后像素右側的點。這是不適當?shù)?，因為這些被顯示的像素不在要顯示該像素的預先確定的時間片和數(shù)據(jù)采樣值的絕對時間內。
因為為每次采集計算依據(jù)本發(fā)明的壓縮表，所以確定要考慮在每次采集之間產(chǎn)生的任何時間偏移。這進而又確保了所有數(shù)據(jù)采樣值與對于任何采集都與正確像素相關。如果在兩個采集之間的任何已產(chǎn)生的偏移保持相同，那么不必重新計算壓縮表。更簡單的實施例與本發(fā)明的實施例之間主要的不同在于從數(shù)據(jù)值向像素的轉化是在不對該數(shù)據(jù)值計算絕對水平域和單位(通常時間[s])的情況下執(zhí)行的。
因此，因為這種轉換是非常耗時的，出于提高性能的原因，不必為了比較而將每個數(shù)據(jù)值都轉換為絕對值。因此，為了避免這種耗時的轉換步驟，預先對每次采集計算上述壓縮表。如圖1所示，壓縮表預先確定與每個像素的時間范圍相關的數(shù)據(jù)值范圍，但是通過為每次采集都產(chǎn)生來考慮時間偏移量。因此已產(chǎn)生的壓縮表由一對表示與特殊像素相關的第一和最后數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)點組成。為圖1中的第一波形產(chǎn)生的用于第一波形的壓縮表是2-6/7-10/11-15/16-20。用于第二波形的壓縮算法是2-5/6-10/11-14/15-19。
壓縮表每個表項的兩個數(shù)值由在時域范圍進入像素范圍時的第一數(shù)據(jù)和退出像素時的最后數(shù)據(jù)組成。如圖4所示，這些數(shù)據(jù)還被用于通過適當?shù)匕才抛呔€來連接斷開的鄰近最小/最大值點。兩個點之間的連接通過將兩個鄰近最小/最大值對都延長到左側(時間上第一個)最小/最大值對的最后數(shù)值和右側(時間上的下一個)最小/最大值對的第一數(shù)值之間的中點進行。連接兩條線的步驟典型地不會發(fā)生在兩個鄰近垂直線之間的中點。因此，在相同位置在所述對之間繪制一條線，就像沒有發(fā)生過壓縮一樣。
因此，依據(jù)本發(fā)明，可以對已接收信號實現(xiàn)更精確更迅速地繪制。
因此可以看出來，上文提出的從在前描述中顯而易見的目的可以被有效地獲得，因為可能在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下在執(zhí)行上述方法時或者在上述構造中作出某些改變，所以意味著上面的描述中包含的以及附圖示出的所有內容都應該以示意性的而不是限制性的意義來解釋。
還應當理解，以下的權利要求打算覆蓋在此描述的本發(fā)明一般的和特殊的特征的全部，和作為語言問題可能落入其中的對本發(fā)明范圍的所有陳述。
權利要求
1.一種用于顯示壓縮數(shù)據(jù)信號的方法，包括步驟采集包括多個數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)信號；基于所述采集的數(shù)據(jù)信號計算壓縮表；為與顯示設備中的多個垂直像素列中的每一個相關的所述數(shù)據(jù)信號的全部數(shù)據(jù)值產(chǎn)生最小/最大值對；為每個最小/最大值對繪制單個垂直線；以及對每次數(shù)據(jù)信號采集重復所述采集、計算、產(chǎn)生和繪制步驟。
2.如權利要求1的方法，還包括步驟確定最小/最大值對的鄰近對是否包括非重疊數(shù)值；以及延長所述最小/最大值對中的所述鄰近對的每條所述垂直線以便包含重疊數(shù)值。
3.如權利要求2的方法，還包括步驟根據(jù)在最接近所述鄰近最小/最大值對中另一對的每個最小/最大值對的每個點之間繪制的線延長每條垂直線。
4.如權利要求3的方法，其中，根據(jù)所述鄰近最小/最大值對的所述最小/最大值點的位置將所述垂直線延長不同的數(shù)量。
5.如權利要求1的方法，其中，所述壓縮表包括與所述多個垂直像素值中的每一個像素值相關聯(lián)的數(shù)據(jù)值范圍的指示。
6.如權利要求5的方法，其中，所述數(shù)據(jù)值基于其采集時間與特殊垂直像素值相關聯(lián)。
7.一種用于消除在依據(jù)壓縮算法壓縮波形之后波形顯示中的人為信號的方法，包括步驟對于顯示設備的多個垂直像素列中每一個像素列確定數(shù)值的最小/最大值對；確定在最小/最大值對中的每個鄰近對之間所述最小/最大數(shù)值是否重疊；根據(jù)連接每個最接近所述鄰近最小/最大值對中另一對的每個最小/最大值對的點的線，將每個鄰近最小/最大值對延長一定數(shù)量，從而使得所述鄰近最小/最大值對具有重疊的數(shù)值。
8.如權利要求7的方法，其中，所述重疊數(shù)值是相等的。
9.如權利要求7的方法，其中，所述最小/最大值對包括與所述多個垂直像素列中特殊的一個垂直像素列相關的采集波形的多個數(shù)值中的最小值和最大值。
10.一種用于顯示壓縮數(shù)據(jù)信號的設備，包括采集模塊，用于采集包括多個數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)信號；壓縮發(fā)生器，用于根據(jù)所述被采集的數(shù)據(jù)信號計算壓縮表；確定裝置，用于為與顯示設備的多個垂直像素列中每一個垂直像素列相關的所述數(shù)據(jù)信號的所有數(shù)值產(chǎn)生最小/最大值對；繪制器，用于為每個最小/最大值對繪制單條垂直線；其中，對每次數(shù)據(jù)信號采集重復進行所述采集、計算、產(chǎn)生和繪制。
11.如權利要求10的設備，還包括用于確定在最小/最大值對中的鄰近對是否包括非重疊數(shù)值的裝置；其中，所述繪制器延長最小/最大值對中的所述鄰近對的每條所述垂直線以便包含重疊數(shù)值。
12.如權利要求11的設備，其中，根據(jù)在最接近所述鄰近最小/最大值對中另一對的每個最小/最大值對的每個點之間繪制的線，延長每條垂直線。
13.如權利要求12的設備，其中，根據(jù)所述鄰近最小/最大值對的所述最小/最大值點的位置，將所述垂直線延長不同的值。
14.如權利要求10的設備，其中，所述壓縮表包括與所述多個垂直像素值中的每一個像素值相關聯(lián)的數(shù)據(jù)值范圍的指示。
15.如權利要求14的設備，其中，所述數(shù)據(jù)值根據(jù)其采集時間與特殊垂直像素值相關聯(lián)。
16.一種用于消除在依據(jù)壓縮算法壓縮波形之后波形顯示中的人為信號的設備，包括確定裝置，對于顯示設備的多個垂直像素列中每一個像素列確定數(shù)值的最小/最大值對；辨別裝置，用于確定在最小/最大值對中的每個鄰近對之間所述最小/最大數(shù)值是否重疊；其中，根據(jù)連接最接近所述鄰近最小/最大值對中另一對的每個最小/最大值對的點的線，所述繪制器將每個鄰近最小/最大值對延長一定數(shù)量，從而使得所述鄰近最小/最大值對具有重疊的數(shù)值。
17.如權利要求16的設備，其中，所述重疊數(shù)值是相等的。
18.如權利要求16的設備，其中，所述最小/最大值對包括與所述多個垂直像素列中特殊的一個垂直像素列相關的采集波形的多個數(shù)值的最小值和最大值。
全文摘要
一種用于顯示壓縮數(shù)據(jù)信號的方法，包括步驟(圖1)采集包括多個數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)信號；基于所述已采集的數(shù)據(jù)信號計算壓縮表；為與顯示設備的每個垂直像素列相關的所述數(shù)據(jù)信號的所有數(shù)據(jù)值產(chǎn)生最小/最大值對；為每個最小/最大值對繪制單個垂直線；以及為每次數(shù)據(jù)信號采集重復進行所述采集、計算、產(chǎn)生、繪制步驟。
文檔編號G01R13/20GK1602504SQ02824738
公開日2005年3月30日 申請日期2002年12月4日 優(yōu)先權日2001年12月11日
發(fā)明者G·里特 申請人:勒克羅伊公司