一种数据云图创建方法与装置与流程

本发明涉及飞机结构有限元分析技术领域，特别是涉及一种数据云图创建方法与装置。

背景技术：

随着计算机图形技术的迅速发展，有限元软件越来越重视对软件的前后处理功能的研究。目前所有的有限元软件都具有良好的前后处理功能和友善的用户界面。在有限元分析中，通过有限元计算可以得到大量的分析数据，为了使设计人员能直观和迅速地对计算结果进行分析和评估，常常都会采用等值线图或者云图来直观展示数据的分布。采用云图查看数据的方式在效果上相较于等值线图往往更胜一筹，这是由于它能显示数据的连续的变化。

目前，云图的创建需要基于等差色阶，等差色阶中包括多个阶值，量阶值间的数据段对应同一个颜色。云图的显示效果与数据的分布密切相关。要得到一个色彩分布均匀，数据走向非常清晰的云图跟计算结果数据的分布也密切相关。具体地，当计算出的结果数据是基于均布概率分布的情况下，能得到一个色彩比较均匀，走向非常清晰的云图。但是如果结果数据概率分布不均匀，大量数据集中在某个区域，少量数据在其他的区域而且数据值相差比较大，这样所得到的云图基本是一个颜色，云图中数据走线不清晰，无法准确的展示数据的分布。

技术实现要素：

鉴于上述现有的基于等差色阶创建云图的方案中存在的无法准确的展示数据的分布的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的数据云图创建方法与装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种数据云图创建方法，其中，所述方法包括：针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数；将所述数值进行增值处理，并将所述数值转化为正数；依据确定的对数函数，计算转化后的所述正数的对数值；依据对数色阶以及计算得到的各对数值，创建数据云图。

可选地，所述针对待处理的各数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数的步骤，包括：针对待处理的各数值，确定所述数值的正负性；当所述数值为正数时，确定y＝logax(a＞1)为与所述数值匹配的第一对数函数；当所述数值为负数时，确定y＝logax(0＜a＜1)为与所述数值匹配的第二对数函数；其中，y为以a为底x的对数值。

可选地，所述将所述数值进行增值处理，并将所述数值转化为正数的步骤，包括：当所述数值为正数时，将所述数值增大第一预设值，其中，所述第一预设值为正整数；当所述数值为负数时，将所述数值减小第二预设值后求绝对值，将所得绝对值作为所述数值转化后的正数，其中，所述第二预设值为正整数；

可选地，所述第一预设值与所述第二预设值均为1。

可选地，在所述针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数的步骤之前，所述方法还包括：将等差色阶中的各阶值求对数；采用计算所得的各对数对应替换各阶值，得到对数色阶。

依据本发明的另一个方面，还提供了一种数据云图创建装置，其中，所述装置包括：对数函数确定模块，用于针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数；数据处理模块，用于将所述数值进行增值处理，并将所述数值转化为正数；计算模块，用于依据确定的对数函数，计算转化后的所述正数的对数值；创建模块，用于依据对数色阶以及计算得到的各对数值，创建数据云图。

可选地，所述对数函数确定模块包括：正负性确定子模块，用于针对待处理的各数值，确定所述数值的正负性；第一对数函数确定子模块，用于当所述数值为正数时，确定y＝logax(a＞1)为与所述数值匹配的第一对数函数；第二对数函数确定子模块，用于当所述数值为负数时，确定y＝logax(0＜a＜1)为与所述数值匹配的第二对数函数；其中，y为以a为底x的对数值。

可选地，所述数据处理模块包括：第一子模块，用于当所述数值为正数时，将所述数值增大第一预设值，其中，所述第一预设值为正整数；第二子模块，用于当所述数值为负数时，将所述数值减小第二预设值后求绝对值，将所得绝对值作为所述数值转化后的正数，其中，所述第二预设值为正整数。

可选地，所述第一预设值与所述第二预设值均为1。

可选地，所述装置还包括：对数色阶创建子模块，用于在所述对数函数确定模块针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数之前，将等差色阶中的各阶值求对数；采用计算所得的各对数对应替换各阶值，得到对数色阶。

本发明实施例提供的数据云图创建方案，通过将待处理的数值对数化，对等差色阶中各阶值进行对数化，绘制对数色阶，基于对数色阶来绘制对数云图，能够扩大每个色阶覆盖范围。这样，即便结果数据概率分布不均匀，大量数据集中在某个区域，少量数据在其他的区域而且数据值相差比较大，所得到的云图中各颜色也能够充分分离体现，在云图中能够显示出清晰的数据走线，能够准确的展示数据的分布。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的一种数据云图创建方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施例二的一种数据云图创建方法的步骤流程图；

图3是对数曲线示意图；

图4是根据本发明实施例三的一种数据云图创建装置的结构框图；

图5是根据本发明实施例四的一种数据云图创建装置的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的一种数据云图创建方法的步骤流程图。

本发明实施例的数据云图创建方法包括以下步骤：

步骤101：针对待处理的每个数值，依据该数值的正负性确定与数值匹配的对数函数。

数值正、负性不同所对应的对数函数也不同，因此，需要依据数值的正负性确定与数值匹配的对数函数。

步骤102：将数值进行增值处理，并将数值转化为正数。

对数值进行增值处理时，可以当待处理的数值大于零时，将该数值加上某一正数；当待处理的数值小于零时，将该数值减去某一正数，然后再求绝对值。

步骤103：依据确定的对数函数，计算转化后的正数的对数值。

重复执行步骤101至步骤103对各待处理数值进行对数处理，得到多个对数值，所得到的各对数值则为后期所创建云图中的显示值。

步骤104：依据对数色阶以及计算得到的各对数值，创建数据云图。

其中，对数色阶包含的各阶值是现有的等差色阶中的各阶值的对数值。

本发明实施例提供的数据云图创建方法，通过将待处理的数值对数化，对等差色阶中各阶值进行对数化，绘制对数色阶，基于对数色阶来绘制对数云图，能够扩大每个色阶覆盖范围。这样，即便结果数据概率分布不均匀，大量数据集中在某个区域，少量数据在其他的区域而且数据值相差比较大，所得到的云图中各颜色也能够充分分离体现，在云图中能够显示出清晰的数据走线，能够准确的展示数据的分布。

实施例二

参照图2，示出了本发明实施例二的一种数据云图创建方法的步骤流程图。

本发明实施例的数据云图创建方法包括以下步骤：

步骤201：针对待处理的各数值，确定数值的正负性；当数值为正数时，执行步骤202；当数值为负数时，执行步骤205。

本发明实施例中的数值云图创建方法适用于对任意类型的结果数据进行分析，无论结果数据概率分布均匀或不均匀。

更为优选的本发明实施例提供的数据云图创建方法，适用于对数据量级都在10的n次方的结果数据进行分析。例如：对飞机制造业中飞机机翼中包含的各有限元的原始值进行分析。

待处理的结果数据中包含多个数值，针对每个数值需执行步骤201至步骤206中所示的流程，将该数值转化为对数值。

步骤202：当数值为正数时，确定与数值匹配的第一对数函数。

其中，第一对数函数为y＝logax(a＞1)，y为以a为底x的对数值。

步骤203：将数值增大第一预设值。

其中，第一预设值为正整数。

本步骤中对数值进行增值处理，并将数值转化为正数。

步骤204：依据确定的第一对数函数，计算转化后的正数的对数值；然后执行步骤208。

步骤205：当数值为负数时，确定与数值匹配的第二对数函数。

其中，第二对数函数为y＝logax(0＜a＜1)，y为以a为底x的对数值。

步骤206：将数值减小第二预设值后求绝对值，将所得绝对值作为该数值转化后的正数。

其中，第二预设值为正整数。

步骤207：依据确定的第二对数函数，计算转化后的正数的对数值；然后执行步骤208。

优选地，第一预设值、第二预设值均为1。当有限元的原始值即待处理数值大于0时，先对原始值加1，然后再通过第一对数函数对其求对数，得到的对数值作为云图显示的值。当有限元的原始值小于0时，先对原始值减1，然后再通过第二对数函数对其绝对值求对数，得到的对数值作为云图显示的值。本发明实施例中对有限元的原始值大于0的情况加1，小于0的情况减1。由图3对数曲线图我们可以很容易看出，当x大于1的情况对应的y的值是0到+∞，而当x小于0，对其求绝对值后通过第二对数函数求对数。当x小于-1就变成0到-∞。这样就变成了一个-∞到+∞连续的曲线。

步骤208：依据对数色阶以及计算得到的各对数值，创建数据云图。

通过步骤201至步骤207处理得到的各对数值，将作为云图上所显示的值。

其中，对数色阶为预先通过现有的等差色阶转换得到，具体转换方式如下：将等差色阶中的各阶值求对数；采用计算所得的各对数对应替换各阶值，得到对数色阶。

例如：等差色阶包括11个阶值，则转换后的对数色阶也包括11个阶值。

在本发明实施例中提供的数据云图创建方法，通过一个特定算法解决了云图中数据走向不够清晰的问题。举个例子：某个有限元的数据最大值是1.24e+006，最小值-1.24+006，而且大量数据又是集中在最大值和最小值附近，中间分布的值不多的情况下，如果只是单纯的把这些数据通过云图显示出来，我们可能看到的就是两大块不同色彩的区域(数据比较集中的最大值区域和最小值区域)，并不能看到少量数据的区域，更不能看到数据连续的走向趋势。在这种情况可以通过本发明的特定算法，解决这个问题，能够得到分布均匀数据连续走向趋势明显的云图。

本发明实施例提供的数据云图创建方法，通过将待处理的数值对数化，对等差色阶中各阶值进行对数化，绘制对数色阶，基于对数色阶来绘制对数云图，能够扩大每个色阶覆盖范围。这样，即便结果数据概率分布不均匀，大量数据集中在某个区域，少量数据在其他的区域而且数据值相差比较大，所得到的云图中各颜色也能够充分分离体现，在云图中能够显示出清晰的数据走线，能够准确的展示数据的分布。

实施例三

参照图4，示出了本发明实施例三的一种数据云图创建装置的结构框图。

本发明实施例的数据云图创建装置包括：对数函数确定模块301，用于针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数；数据处理模块302，用于将所述数值进行增值处理，并将所述数值转化为正数；计算模块303，用于依据确定的对数函数，计算转化后的所述正数的对数值；创建模块304，用于依据对数色阶以及计算得到的各对数值，创建数据云图。

本发明实施例提供的数据云图创建装置，通过将待处理的数值对数化，对等差色阶中各阶值进行对数化，绘制对数色阶，基于对数色阶来绘制对数云图，能够扩大每个色阶覆盖范围。这样，即便结果数据概率分布不均匀，大量数据集中在某个区域，少量数据在其他的区域而且数据值相差比较大，所得到的云图中各颜色也能够充分分离体现，在云图中能够显示出清晰的数据走线，能够准确的展示数据的分布。

实施例四

参照图5，示出了本发明实施例四的一种数据云图创建装置。

本发明实施例的数据云图创建装置是对实施例三中数据云图创建装置的进一步优化，优化后的装置包括：对数函数确定模块401，用于针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数；数据处理模块402，用于将所述数值进行增值处理，并将所述数值转化为正数；计算模块403，用于依据确定的对数函数，计算转化后的所述正数的对数值；创建模块404，用于依据对数色阶以及计算得到的各对数值，创建数据云图。

优选地，对数函数确定模块401包括：正负性确定子模块4011，用于针对待处理的各数值，确定所述数值的正负性；第一对数函数确定子模块4012，用于当所述数值为正数时，确定y＝logax(a＞1)为与所述数值匹配的第一对数函数；第二对数函数确定子模块4013，用于当所述数值为负数时，确定y＝logax(0＜a＜1)为与所述数值匹配的第二对数函数；其中，y为以a为底x的对数值。

优选地，数据处理模块402包括：第一子模块4021，用于当所述数值为正数时，将所述数值增大第一预设值，其中，所述第一预设值为正整数；第二子模块4022，用于当所述数值为负数时，将所述数值减小第二预设值后求绝对值，将所得绝对值作为所述数值转化后的正数，其中，所述第二预设值为正整数。

优选地，所述第一预设值与所述第二预设值均为1。

优选地，所述装置还包括：对数色阶创建子模块405，用于在所述对数函数确定模块401针对待处理的每个数值，依据所述数值的正负性确定与所述数值匹配的对数函数之前，将等差色阶中的各阶值求对数；采用计算所得的各对数对应替换各阶值，得到对数色阶。

本实施例的数据云图创建装置用于实现前述实施例一以及实施例二中相应的数据云图创建方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

在此提供的数据云图创建方案不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造具有本发明方案的系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的数据云图创建方案中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。