专利名称：用于快速显示的数据压缩的制作方法
背景技术：
近来在多种电子技术速度方面的进展现在已经允许仪器测量极大的并包括大量采样的输入数据信号。更大的数据信号以及与其相关的大量采样需要越来越多的存储器以记录与其相关的大量数据。除了仅在存储器中存储该大量的数据之外，还必须以某种方式显示这个数据，以允许用户分析输入的和被采样的数据信号。
在屏幕中绘制信号的传统过程是绘制一条连接每对表示被捕捉信号的采样点的线。所有的数据点经过连接之后，一条连续的线作为已被接收和采样的信号的近似值向用户呈现。尽管这种方法在少量数据采样点的情况中工作良好，但是只要数据数目增加，这种方法便变得非常慢。这是因为通过显示设备绘制每条线需要硬件从主处理器中存取数据到显示设备，这个过程相对于处理器能力来说是一种非常慢的操作。现在最先进的仪器可以记录数百万计的数据值。然而，在显示设备中绘制数百万条在这些数据值之间的线是一个非常慢的过程，能够花费多达几秒的时间。
发明概述依照本发明，为了避免这种显示慢的问题，希望将存取显示设备的次数减少至最小值。因此，依照本发明，在将被存储的数据转发到显示器之前对其进行压缩。当数据采样值的数目大于显示设备中的像素水平数目时可以执行这种压缩。在这种情况中，因为数据采样值的数目大于能够被显示的像素的数目，所以，所有多个数据值将被“击中”并在相同垂直像素列中显示，这导致难于观看显示。这是因为意味着多条线将沿着相同像素列相互重叠地垂直绘制。
因此，依据本发明，一种压缩算法包括检查每个将正常“击中”或者在公共的垂直像素列中显示的每个数据值，以确定这种数据的最小值或者最大值。然后代替绘制多条重叠的垂直线，使用这个最小/最大值对在适当的垂直像素列绘制一条垂直线来表示对应于该像素列的所有数据值。然后，这种方法被应用于每个要在显示设备中显示的像素列。本发明还包括确保该数据值与适当的垂直像素列相关的步骤。
依据本发明，对已采集(acquire)的信号提供了一种更清楚更容易的显示。本发明再其它的目的和优势根据说明书和附图在某种程度上将是显而易见。
因此，本发明包括几个步骤和一个或者多个这种步骤关于每个其它步骤的关系，以及体现为适合于实施这样的步骤的结构特征、元件组合以及部件排列的设备，所有这些都如以下详细描述中所示例的，并且本发明的范围将在权利要求中指出。
附图简述为了更完整地理解本发明，参考以下的描述以及附图，其中
图1是描述由于采集过程而发生的时间偏移的曲线图；图2是描述根据本发明通过应用压缩算法产生的人为信号的曲线图；图3是描述处理图2中人为信号的简单方法的曲线图；图4是描述根据本发明处理图2中人为信号的简单方法的曲线图；图5是描述一种使用单个压缩表的简单压缩方法的流程图；图6是描述根据本发明的压缩方法的流程图，其中为每次采集重新计算压缩表。
优选实施例详述因此，根据本发明，提供了一种用于显示数据信号的改进的方法和设备。在将表示要被显示的信号的数据转发到显示器之前对其进行压缩。因为数据采样值的数目大于能够被显示的像素的数目，所以不进行压缩会使多个数据值在相同垂直像素列中显示，导致难于观看显示。这是因为在相同垂直像素列中连接多个数据采样点的线将被相互重叠地绘制。因此，这多条线将沿着相同的像素列垂直地彼此重叠。
本发明的压缩算法包括检查将正常地在公共垂直像素列显示的数据采样值，以确定这种数据的最小值和最大值。然后，使用这个最小/最大值对在两个点之间在适当的垂直像素列绘制单条垂直线，而不是在所有原始存在的像素之间绘制多条重叠的垂直线。然后，这种方法被重复地应用于每个将在显示设备中显示的垂直像素列。
为了实现依据本发明的压缩算法，首先必须确定将被显示为属于相同像素列的所有数据采样值。因此，一个压缩表被计算出来，首先确定属于每个垂直像素列的数据采样值的数目。这个过程可以通过用显示设备中水平像素的总数来除数据采样值的总数而实现。可替换地，数据信号的采集时间可以用显示设备中水平像素的数目来除。这个结果将表示对应于每个垂直像素列的采样信号的时间部分。在此已确定的时间间隔期间的数据采样值数目就是将与显示设备中每个垂直像素列相关的数据采样值的数目。
然后，使用这个已确定的压缩表来分离与特殊垂直像素列相关的数据采样值，检查每个由压缩表定义的与该特殊垂直像素列相关的数据值，以发现该数据采样值中的最小值和最大值。这个已确定的最小/最大值对然后被用于定义要为该特殊垂直像素列绘制的垂直线的端点。如上所述，对显示设备的每个垂直像素列执行这个过程。
然而，在某个条件下，使用这种被称为最小/最大值压缩的方法可能创造出较小的人为信号，当垂直像素列x的最大值小于垂直像素列x+1的最小值时，该人为信号包括在某些已绘制的最小/最大值线之间的一些孔(适用相反的情况，即当垂直像素列x的最小值大于垂直像素列x+1的最大值时)。在图2中描述了这种人为信号，其中，在邻近的垂直像素列中绘制的垂直线(220，230)之间显示了间隔210。在该问题的一种简化解决方案中，如图3所示，两个最小/最大值线通过相互结合的延长部分320，330被对称性地垂直延长，从而填满空穴。
这种人为信号典型地由作为用于产生压缩表的过程的结果产生，并事实上是该过程中所固有的。在一种更简单的实施例中，例如图5中显示的过程，在步骤510采集数据之后，在步骤520使用已产生的压缩表，在步骤530进行绘制(rendering)，每个最小/最大值对一条垂直线。仅当采集数据的数目或者显示宽度变化时才计算压缩表。因为采集硬件的工作方式，每次采集(连续或其它方式)不能对于每次扫描都是在完全相同的时间发生。在图1显示了第一次扫描110中的采集定时与第二次扫描120中的采集定时之间的小的任意时间偏移130。这意味着相同的已标引(已编号)数据值可以在不同采集之间稍稍不同的时间发生。然而，如上所述，因为独立于采集系统的定时来提供显示，所以每个垂直的显示像素列表示一个固定的时间范围，并没有设计它在采集之间改变。采用这种可变的数据采集时间但是为固定显示像素范围导致相同的已标引(已编号)数据值可能在第一次采集(112，113)中对应于一个垂直像素列，在第二次采集(114，115)中对应于邻近的垂直像素列。图1中显示的被连接的圈指示这个难点。采用这种简化的实施例，这种在采集之间出现的小的时间漂移并没有被说明，结果，一些数据采样值与错误的垂直像素列相关。
使用这种简化的压缩方法产生的第二个问题是，如图3所示，为了填补两个邻近的最小/最大值之间出现的空穴，两条最小/最大值线被连接，每一条被等量延长。如图4所示，因为将前一个最小/最大值的最后数据值连接到下一个最小/最大值的第一个数据值的线可以理想地从前一个最小/最大值410的底部开始到下一个最小/最大值420的底部，所以这仅能得到事实的近似值。在这种情况中，因为最小/最大像素值的精确位置，所以使得不使用压缩算法连接这些点从而绘制的线430的中间部分将不必对应于使用压缩算法绘制的线的中间部分，该压缩算法对于最小/最大值采取最接近的数值并且仅简单地等量延伸每条线以便连接它们。
因此，如图6所示，依据本发明，在克服校简单实施例中所固有的缺点的尝试中，在步骤615在每次采集之间都计算压缩表，以便考虑在采集之间可能产生的小的时间偏移。为了考虑这种小的时间偏移，压缩表不再依赖与显示像素列的数目比较的数据采样值的数目。而是根据采集数据采样值的实际绝对时间产生压缩表，该绝对时间中包括任何已产生的时间偏移。
通过除了为每个垂直像素列存储最小/最大值之外还存储对应于相同垂直像素列的第一个和最后一个数据值，上述关于无力确保必须被连接以便消除已产生人为信号的邻近垂直线之间的适当连接的第二个问题得以解决。因此，当延长邻近的垂直线以便消除人为信号时，可以使用这两个数值的中间值计算连接断开的邻近最小/最大值线的确切位置。因此，如图4所示，最好沿着一条理想线路提供不同尺寸的延长部分430，431。
如上所述，在简化的压缩方法实施例中，仅仅使用垂直像素列数目和数据采样点的数目，只计算一次压缩表。每个像素具有与其相关的固定数目的数据采样点(图1的例子对于所显示的垂直像素列有5，4，5，5个数据采样点)。这种一般的压缩表然后被用于随后所有的采集。因为每个在显示器中的垂直像素列表示总是相同的时间段，所以对每次采集使用相同的压缩表引起一些数据采样值与错误的垂直像素列相关(参见图1)。
关于简化的压缩方法实施例中的另一个问题来自于数据采样点的总数被用于计算压缩表的事实。因此，查看图1，同时也显示第一像素左侧的点和最后像素右侧的点。这是不适当的，因为这些被显示的像素不在要显示该像素的预先确定的时间片和数据采样值的绝对时间内。
因为为每次采集计算依据本发明的压缩表，所以确定要考虑在每次采集之间产生的任何时间偏移。这进而又确保了所有数据采样值与对于任何采集都与正确像素相关。如果在两个采集之间的任何已产生的偏移保持相同，那么不必重新计算压缩表。更简单的实施例与本发明的实施例之间主要的不同在于从数据值向像素的转化是在不对该数据值计算绝对水平域和单位(通常时间[s])的情况下执行的。
因此，因为这种转换是非常耗时的，出于提高性能的原因，不必为了比较而将每个数据值都转换为绝对值。因此，为了避免这种耗时的转换步骤，预先对每次采集计算上述压缩表。如图1所示，压缩表预先确定与每个像素的时间范围相关的数据值范围，但是通过为每次采集都产生来考虑时间偏移量。因此已产生的压缩表由一对表示与特殊像素相关的第一和最后数据值的数据点组成。为图1中的第一波形产生的用于第一波形的压缩表是2-6/7-10/11-15/16-20。用于第二波形的压缩算法是2-5/6-10/11-14/15-19。
压缩表每个表项的两个数值由在时域范围进入像素范围时的第一数据和退出像素时的最后数据组成。如图4所示，这些数据还被用于通过适当地安排走线来连接断开的邻近最小/最大值点。两个点之间的连接通过将两个邻近最小/最大值对都延长到左侧(时间上第一个)最小/最大值对的最后数值和右侧(时间上的下一个)最小/最大值对的第一数值之间的中点进行。连接两条线的步骤典型地不会发生在两个邻近垂直线之间的中点。因此，在相同位置在所述对之间绘制一条线，就像没有发生过压缩一样。
因此，依据本发明，可以对已接收信号实现更精确更迅速地绘制。
因此可以看出来，上文提出的从在前描述中显而易见的目的可以被有效地获得，因为可能在不偏离本发明的精神和范围的情况下在执行上述方法时或者在上述构造中作出某些改变，所以意味着上面的描述中包含的以及附图示出的所有内容都应该以示意性的而不是限制性的意义来解释。
还应当理解，以下的权利要求打算覆盖在此描述的本发明一般的和特殊的特征的全部，和作为语言问题可能落入其中的对本发明范围的所有陈述。
权利要求
1.一种用于显示压缩数据信号的方法，包括步骤采集包括多个数据值的数据信号；基于所述采集的数据信号计算压缩表；为与显示设备中的多个垂直像素列中的每一个相关的所述数据信号的全部数据值产生最小/最大值对；为每个最小/最大值对绘制单个垂直线；以及对每次数据信号采集重复所述采集、计算、产生和绘制步骤。
2.如权利要求1的方法，还包括步骤确定最小/最大值对的邻近对是否包括非重叠数值；以及延长所述最小/最大值对中的所述邻近对的每条所述垂直线以便包含重叠数值。
3.如权利要求2的方法，还包括步骤根据在最接近所述邻近最小/最大值对中另一对的每个最小/最大值对的每个点之间绘制的线延长每条垂直线。
4.如权利要求3的方法，其中，根据所述邻近最小/最大值对的所述最小/最大值点的位置将所述垂直线延长不同的数量。
5.如权利要求1的方法，其中，所述压缩表包括与所述多个垂直像素值中的每一个像素值相关联的数据值范围的指示。
6.如权利要求5的方法，其中，所述数据值基于其采集时间与特殊垂直像素值相关联。
7.一种用于消除在依据压缩算法压缩波形之后波形显示中的人为信号的方法，包括步骤对于显示设备的多个垂直像素列中每一个像素列确定数值的最小/最大值对；确定在最小/最大值对中的每个邻近对之间所述最小/最大数值是否重叠；根据连接每个最接近所述邻近最小/最大值对中另一对的每个最小/最大值对的点的线，将每个邻近最小/最大值对延长一定数量，从而使得所述邻近最小/最大值对具有重叠的数值。
8.如权利要求7的方法，其中，所述重叠数值是相等的。
9.如权利要求7的方法，其中，所述最小/最大值对包括与所述多个垂直像素列中特殊的一个垂直像素列相关的采集波形的多个数值中的最小值和最大值。
10.一种用于显示压缩数据信号的设备，包括采集模块，用于采集包括多个数据值的数据信号；压缩发生器，用于根据所述被采集的数据信号计算压缩表；确定装置，用于为与显示设备的多个垂直像素列中每一个垂直像素列相关的所述数据信号的所有数值产生最小/最大值对；绘制器，用于为每个最小/最大值对绘制单条垂直线；其中，对每次数据信号采集重复进行所述采集、计算、产生和绘制。
11.如权利要求10的设备，还包括用于确定在最小/最大值对中的邻近对是否包括非重叠数值的装置；其中，所述绘制器延长最小/最大值对中的所述邻近对的每条所述垂直线以便包含重叠数值。
12.如权利要求11的设备，其中，根据在最接近所述邻近最小/最大值对中另一对的每个最小/最大值对的每个点之间绘制的线，延长每条垂直线。
13.如权利要求12的设备，其中，根据所述邻近最小/最大值对的所述最小/最大值点的位置，将所述垂直线延长不同的值。
14.如权利要求10的设备，其中，所述压缩表包括与所述多个垂直像素值中的每一个像素值相关联的数据值范围的指示。
15.如权利要求14的设备，其中，所述数据值根据其采集时间与特殊垂直像素值相关联。
16.一种用于消除在依据压缩算法压缩波形之后波形显示中的人为信号的设备，包括确定装置，对于显示设备的多个垂直像素列中每一个像素列确定数值的最小/最大值对；辨别装置，用于确定在最小/最大值对中的每个邻近对之间所述最小/最大数值是否重叠；其中，根据连接最接近所述邻近最小/最大值对中另一对的每个最小/最大值对的点的线，所述绘制器将每个邻近最小/最大值对延长一定数量，从而使得所述邻近最小/最大值对具有重叠的数值。
17.如权利要求16的设备，其中，所述重叠数值是相等的。
18.如权利要求16的设备，其中，所述最小/最大值对包括与所述多个垂直像素列中特殊的一个垂直像素列相关的采集波形的多个数值的最小值和最大值。
全文摘要
一种用于显示压缩数据信号的方法，包括步骤(图1)采集包括多个数据值的数据信号；基于所述已采集的数据信号计算压缩表；为与显示设备的每个垂直像素列相关的所述数据信号的所有数据值产生最小/最大值对；为每个最小/最大值对绘制单个垂直线；以及为每次数据信号采集重复进行所述采集、计算、产生、绘制步骤。
文档编号G01R13/20GK1602504SQ02824738
公开日2005年3月30日 申请日期2002年12月4日 优先权日2001年12月11日
发明者G·里特 申请人:勒克罗伊公司