专利名称：用于在像素化屏幕上显示数字化波形的系统及方法
技术领域：
本技术实施例大致关于显示于像素化屏幕上的数字化波形，某些实施例关于在像素化屏幕上显示数字化波形的系统以及方法。
背景技术：
心脏病专家花费很多时间查看波形以确定心脏的活动。波形是不包含离散值的但却是随时间平滑变化的记录的模拟信号。为了在计算机监视器上显示此信号，需要以这种方式来解释这些离散值来在屏幕上显示连续的线。这样便会由于屏幕本身会分割成称为像素的离散点的事实而更复杂。对于每个屏幕位置从离散波形值开始，可能将点进行连接并画成线以形成信号的一种可视表现。用于在数字屏幕上画线的初始算法(称为Bresenham算法)在两点之间用仅仅使用整数的线性插值来产生一个像素宽的线。此算法的大致概要从计算机辅助心脏病学运用于实践起就已经用于描绘信号波形。此例程运行很快，所以，每次当处理器能力非常有限时，此方法是最合适的。由于该线实际上在可用于显示的像素之间经历半途，所以使用此方法描绘信号会导致锯齿化，一种可视阶梯效应。为了对抗此效应，存在多种技术在描绘过程中来对波形线进行抗锯齿。这些方法大致涉及调制用于形成线的各种像素的颜色，并需要更多的处理以产生改进的结果。传统心电图通过一种带有墨水的描画针在一张被匀速拖动的纸上移过来绘制。因此，由于墨水流率是恒定的，但是速度会根据描画针的移动而改变，所以信号基线比上升或下降要粗。这就会产生心脏病学家可以用来帮助解释波形的特性表现。现有的系统并没有提供此特性表现，且没有允许用户定制波形显示设定以控制波形线的粗细。此外，现有的抗锯齿技术需要额外的处理，且可能无法提供所需要的结果。因此，需要一种用于在像素化屏幕上显示数字化波形的改进的系统以及方法。
发明内容
本技术实施例提供用于在像素化屏幕上显示数字化波形的系统，方法以及用计算机指令编码的计算机可读媒体。在某些实施例中，用于在像素化屏幕上显示数字化波形数据的方法包括检索波形数据，其以多个连续样本存在于缓冲器；将第一样本和包含多个像素的屏幕的第一点进行关联；将第一样本后的第二样本和像素化屏幕的第二点进行关联；确定连接第一点以及第二点的矩形线段的边界；对于像素化屏幕的具有任何部分位于矩形线段的边界内部的每个像素，确定该像素内具有任何部分位于矩形线段的边界内部的子像素的数量；对于像素化屏幕的每个具有任何部分位于矩形线段的边界内部的像素，将该像素内具有任何部分位于矩形线段的边界内部的子像素的数量与将要与该像素关联的亮度值(intensity value) 相关；通过使用所关联的亮度值涂绘屏幕的像素来显示波形数据。在某些实施例中，矩形线段的边界通过使用矩形线段的上升角度结合水平和垂直线宽设定值来确定。在某些实施例中，方法进一步包含使用用户界面以手动调整用于确定矩形线段的边界的水平线宽设定值。在某些实施例中，方法进一步包含使用用户界面以手动调整用于确定矩形线段的边界的垂直线宽设定值。在某些实施例中，方法进一步包含使用用户界面以手动同时调整用于确定矩形线段的边界的水平线宽设定值以及垂直线宽设定值。在某些实施例中，使用亮度值图将关联于每个像素的亮度值相关。在某些实施例中，方法进一步包含使用心电图描记法装置获得波形数据。在某些实施例中，一种用于在像素化屏幕上显示数字化波形数据的系统，包括计算机处理器，配置成检索波形数据，其以多个连续样本存在于缓冲器，所述计算机处理器配置成将第一样本和包含多个像素的屏幕的第一点进行关联；所述计算机处理器配置成将第一样本后的第二样本和所述像素化屏幕的第二点进行关联；所述计算机处理器配置成确定连接所述第一点以及所述第二点的矩形线段的边界；对于所述像素化屏幕的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，计算机处理器配置成确定该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量；对于所述像素化屏幕的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，计算机处理器配置成将该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量与将要与该像素关联的亮度值相关；以及该屏幕配置成通过使用所关联的亮度值涂绘像素来显示波形数据。在某些实施例中，所述计算机处理器配置成通过使用所述矩形线段的上升角度结合水平和垂直线宽设定值来确定所述矩形线段的边界。在某些实施例中，系统进一步包含用户界面，配置成允许用户手动调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值。在某些实施例中，系统进一步包含用户界面，配置成允许用户手动调整用于确定所述矩形线段的边界的垂直线宽设定值。在某些实施例中，系统进一步包含用户界面，配置成允许用户手动同时调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值以及垂直线宽设定值。在某些实施例中，所述计算机处理器配置成使用亮度值图以将亮度值与每个像素关联。 在某些实施例中，所述计算机处理器配置成使用心电图描记法装置获得所述波形数据。在某些实施例中，对非暂时性计算机可读存储媒体编码一组指令，该一组指令用于在处理装置以及关联处理逻辑上执行，所述一组指令包含第一例程，配置成检索波形数据，其以多个连续样本存在于缓冲器；第二例程，配置成将第一样本和包含多个像素的屏幕的第一点进行关联；第三例程，配置成将所述第一样本后的第二样本和所述像素化屏幕的第二点进行关联；第四例程，配置成确定连接所述第一点以及所述第二点的矩形线段的边界，对于像素化屏幕的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素；第五例程， 配置成确定该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量；对于所述像素化屏幕的每个具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的像素，第六例程，配置成将该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量与将要与该像素关联的亮度值相关；第七例程，配置成通过使用所关联的亮度值涂绘像素来显示波形数据。在某些实施例中，所述第四例程配置成通过使用所述矩形线段的上升角度结合水平和垂直线宽设定值来确定所述矩形线段的边界。在某些实施例中，所述指令进一步包括第八例程，其配置成允许用户手动调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值。在某些实施例中，所述指令进一步包括第八例程，其配置成允许用户手动调整用于确定所述矩形线段的边界的垂直线宽设定值。在某些实施例中，所述指令进一步包括第八例程，其配置成允许用户手动同时调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值以及垂直线宽设定值。在某些实施例中，所述第六程序配置成使用亮度值图将亮度值与每个像素相关。
图I图示用于在一种根据本技术实施例所使用的像素化屏幕上显示数字化波形数据的系统。图2示出根据本技术实施例所使用的配置成允许用户定制数字化波形数据显示于像素化屏幕的方式的用户界面。图3图示用于在根据本技术实施例所使用的像素化屏幕上显示数字化波形数据的方法。图4是示出根据本技术实施例所使用的用于计算两点之间矩形线段边界的技术的示意图。图5示出根据本技术实施例所使用的覆盖像素化屏幕的两点之间矩形线段，其中每个像素细分成子像素。图6示出根据本技术实施例所使用的亮度值图。图7示出根据本技术实施例的显示于像素化屏幕的数字化波形数据。图8示出使用已知方法的显示于像素化屏幕的数字化波形数据。前述发明内容以及接下来本发明实施例的详细描述在阅读时与附图一起会有更好的理解。为了说明本发明，附图中显示了某些实施例。然而，需要理解的是，本发明并非限定于附图所示的安置以及手段。
具体实施例方式本发明实施例大致关于显示于像素化屏幕的数字化波形。某些实施例关于在像素化屏幕上显示数字化波形的系统以及方法。本发明实施例提供了像素化屏幕上以抗锯齿方式描绘数字化波形，其中对于水平线(基线)与垂直线(尖峰)进行不同的线的粗细调整。在某些实施例中，系统基于以笔和墨水模式的传统描画针所可能具有的速度，连续调整每条线段的粗细。在某些实施例中，用户界面可以允许用户在设定范围内设定参数，以产生帮助他们看到波形形态的波形特性。尽管本文描述的实施例连同有关压力、表面导出、器官以及心电图描记法的波形来进行讨论，但本文所揭示的本发明并非限定于这些应用。换句话说，本文发明可以用于连同显示于像素化屏幕的任何数字化波形的类型来使用。图I图示用于在一种根据本技术实施例所使用的像素化屏幕上显示数字化波形数据的系统100。系统100包含波形捕捉装置102、计算机处理器104、用户界面106、数据存储器108以及像素化屏幕110。波形捕捉装置102可以是能够从对象获得波形数据的任何装置(例如，心电图描记法装置)。计算机处理器104可以是能够执行计算机可读码的任何处理装置。用户界面106可以包含图形用户界面、鼠标、键盘、描画针及/或任何其他可以允许用户提供输入至计算机处理器104的装置。数据存储器108可以包含能够储存数据 (例如，包含设置在数据库及/或电子医疗记录中的数据)的任何装置。像素化屏幕110可以包含计算机监视器、LCD显示器及/或任何其他使用像素化屏幕以显示数字化波形数据的装置。波形捕捉装置102能在操作上连接至计算机处理器104，计算机处理器104能在操作上连接至用户界面106、数据存储器108以及像素化屏幕110。在某些实施例中，元件 102-110可以采用单独部件及/或集成部件的任何结合来实施。图2示出了根据本技术实施例所使用的配置成允许用户定制数字化波形数据显示于像素化屏幕的方式的用户界面200。在某些实施例中，用户界面200能在操作上连接至计算机处理器104。用户界面200包含单选按钮202、204、206、滑块208、210、212以及显示窗214。显示窗214配置成显示用于描述将所选择类型的波形数据显示于像素化屏幕的方式的样本波形216。滑块208，210以及212配置成允许用户改变将数字化波形数据显示于像素化屏幕的方式。滑块208配置成允许调整波形水平线段的宽度，这样一来，水平线段在像素化屏幕会表现的更粗或更细。滑块210配置成允许调整波形垂直线段的宽度，这样一来，垂直线段在像素化屏幕会表现的更粗或更细。滑块212配置成调整波形的整体的黑体程度，从而同时调整波形水平线段以及垂直线段的宽度，这样一来，在保持水平线段以及垂直线段相对的粗细时，水平线段以及垂直线段在像素化屏幕会显示更粗或更细。操作时，用户可以移动任何滑块，以改变上述波形显示属性，且描绘于显示视窗214的样本波形216基本会实时更新以反映所改变的波形显示属性。每个单选按钮与波形数据的不同类型关联。单选按钮202与使用压力传感器所获得的波形数据关联。选择单选按钮202可以显示用于描述使用压力传感器所获得的波形数据显示于像素化屏幕的方式的样本波形。单选按钮204与使用表面导出所获得的波形数据关联。选择单选按钮204可以显示用于描述利用表面导出所获得的波形数据显示于像素化屏幕的方式的样本波形。单选按钮206与使用生命体征传感器所获得的波形数据关联。选择单选按钮206可以显示用于描述利用生命体征传感器所获得的波形数据显示于像素化屏幕的方式的样本波形。在某些实施例中，波形显示设定可以保存于数据存储器108，且可以与例如用户、 一组用户及/或医院部门关联。在这样的实施例中，所储存的波形显示设定可以根据用户、 一组用户及/或医院部门自动载入。图3示出了用于在根据本技术实施例所使用的像素化屏幕上显示数字化波形数据的方法300。在步骤302中，从对象获得波形数据并数字化。举例来说，在某些实施例中， 传感器为压力传感器、表面导出及/或生命体征传感器，它们可结合心电图描记法装置使
7用以获得病人的波形数据。波形数据可数字化以使其可以多个连续样本的形式存在于缓冲器。按顺序显示这些样本可以重建波形。在步骤304中，缓冲器中的第一样本与像素化屏幕的第一点关联。举例来说，第一样本可以与像素化屏幕的具有水平X轴(表示时间)以及垂直y轴的二维坐标平面的坐标 (x,y)关联。举例来说，第一样本可以与坐标(0，0.0)关联，并可与对应于此坐标的像素化屏幕的第一点关联。在某些实施例中，X坐标总是整数，y坐标可以是包含小数位的非整数。在步骤306中，缓冲器中的第一样本后下一连续样本的第二样本与像素化屏幕的第二点关联。举例来说，在某些实施例中，缓冲器中的第二样本可以包含坐标(I，I. 0)，并可与对应于此坐标的像素化屏幕的第二点关联。在某些实施例中，对应于获取连续样本的数据之间的时间量(例如，以样本/秒进行测量)的采样率，及/或对应于波形数据显示于像素化屏幕的速度(例如，以毫米/秒进行测量)的扫描速度，可连同将缓冲器中第二样本与像素化屏幕的第二点关联来使用。在步骤308中，可以确定连接像素化屏幕的第一点与第二点的矩形线段的边界。 在某些实施例中，例如，矩形线段的上升角度结合水平以及垂直线宽设定值可以用于确定矩形线段的边界。这样的实施例将连同图4在以下进行更加详细的描述。在某些实施例中， 例如，水平及/或垂直线宽设定值可以是由用户使用之前描述的用户界面200或类似配置的用户界面选择的那些设定值。在步骤310中，对于像素化屏幕的有任何部分位于矩形线段边界内部的每个像素，确定该像素内有任何部分位于矩形线段边界内部的子像素的数量。在步骤312中，对于像素化屏幕的有任何部分位于矩形线段边界内部的每个像素，该像素内有任何部分位于矩形线段边界内部的子像素的数目与将要和该像素关联的亮度值相关。在步骤314中，波形数据通过采用所关联的亮度值来涂绘像素而显示于像素化屏幕。实施步骤310-314的实施例将连同图5-图6在以下进行进一步详细的描述。图4是根据本技术实施例所使用的用于计算矩形线段边界的技术的示意图400。 在图4中，第一点(xl，yl)与第二点(x2，y2)由直线402连接。直线402的斜率被称为主斜率。直线404穿过第一点(xl，yl)垂直于直线402。直线404的斜率被称为次斜率。点 a，b，c以及d为矩形线段的边界边角，矩形线段具有与a与b之间的距离相等的宽度，其也与c与d之间的距离相等。当第一点(xl,yl) = (0,0.0)且第二点(x2,y2) = (I, I. 0),则接下来的值如下。
权利要求
1.一种用于在像素化屏幕上显示数字化波形数据的方法，包括检索波形数据，所述波形数据以多个连续样本存在于缓冲器；将第一样本和包含多个像素的屏幕(110)的第一点进行关联；将所述第一样本后的第二样本和所述像素化屏幕(110)的第二点进行关联；确定连接所述第一点以及所述第二点的矩形线段的边界；对于所述像素化屏幕(110)的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，确定该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量；对于所述像素化屏幕(110)的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，将该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量与将要与该像素关联的売度值相关；通过使用所关联的亮度值涂绘所述屏幕(110)的像素来显示波形数据。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述矩形线段的边界通过使用所述矩形线段的上升角度结合水平和垂直线宽设定值来确定。
3.如权利要求I所述的方法，其中，进一步包含使用用户界面(106，200)以手动调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值。
4.如权利要求I所述的方法，其中，进一步包含使用用户界面(106，200)以手动调整用于确定所述矩形线段的边界的垂直线宽设定值。
5.如权利要求I所述的方法，其中，进一步包含使用用户界面(106，200)以手动同时调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值以及垂直线宽设定值。
6.如权利要求I所述的方法，其中，使用亮度值图(600)将与每个像素关联的亮度值相关。
7.如权利要求I所述的方法，其中，进一步包含使用心电图描记法装置(102)获得所述波形数据。
8.一种用于在像素化屏幕上显示数字化波形数据的系统，包含计算机处理器(104)，配置成检索波形数据，其以多个连续样本存在于缓冲器，所述计算机处理器(104)配置成将第一样本和包含多个像素的屏幕(110)的第一点进行关联；所述计算机处理器(104)配置成将所述第一样本后的第二样本和所述像素化屏幕 (110)的第二点进行关联；所述计算机处理器(104)配置成确定连接所述第一点以及所述第二点的矩形线段的边界；对于所述像素化屏幕(110)的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，计算机处理器(104)配置成确定该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量；对于所述像素化屏幕(110)的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，计算机处理器(104)配置成将该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量与将要与该像素关联的亮度值相关；所述屏幕(110)配置成通过使用所关联的亮度值涂绘像素来显示波形数据。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述计算机处理器(104)配置成通过使用所述矩形线段的上升角度结合水平和垂直线宽设定值来确定所述矩形线段的边界。
10.如权利要求8所述的系统，进一步包含用户界面(106，200)，配置成允许用户手动调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值。
11.如权利要求8所述的系统，进一步包含用户界面(106，200)，配置成允许用户手动调整用于确定所述矩形线段的边界的垂直线宽设定值。
12.如权利要求8所述的系统，进一步包含用户界面(106，200)，配置成允许用户手动同时调整用于确定所述矩形线段的边界的水平线宽设定值以及垂直线宽设定值。
13.如权利要求8所述的系统，所述计算机处理器(104)配置成使用亮度值图以将所述壳度值与每个像素相关。
14.如权利要求8所述的系统，其中，所述计算机处理器(104)配置成使用心电图描记法装置获得所述波形数据。
全文摘要
本发明提供用于在像素化屏幕(110)上显示数字化波形数据的系统及方法。某些方法包含检索波形数据，其以多个连续样本存在于缓冲器。将第一样本和像素化屏幕(110)的第一点进行关联。将所述第一样本后的第二样本和所述屏幕(110)的第二点进行关联。确定连接所述这些点的矩形线段的边界。对于所述像素化屏幕(110)的具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的每个像素，确定该像素内具有任何部分位于所述矩形线段的边界内部的子像素的数量，并且将该子像素的数量与将要与该像素关联的亮度值相关。通过使用所关联的亮度值涂绘所述屏幕(110)的像素来显示波形数据。
文档编号G09G5/36GK102543041SQ201110296720
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月23日 优先权日2010年9月23日
发明者A·J·希尔 申请人:通用电气公司