，B]的值，根据用户选择的显示颜色特征，把[R，G，B]转换成用户设置的颜色 特征参数进行颜色显示。
[0033] 与现有测量序列的显示方法相比，本发明具有以下优点：
[0034] (1)测量序列用色彩来显示，可读性好。传统的语谱图展示的是任一给定频率成分 在给定时刻的强弱，而强弱用相应点的灰度或色调的浓淡来表示，用颜色表示的是频率分 量强度的大小，是一种伪彩色。而本发明是频段的组合构成颜色三基色，是和色光的频率含 义一致，展示的是真彩色。
[0035] (2)把测量序列的频率特征同构映射到色谱上去，和颜色的频率特征对应来进行 颜色显示，是一种同构真彩显示，和测量序列的频率特征相对应。
[0036] (3)可获取测量序列的多种颜色特征参数来进行颜色显示。
[0037] (4)该方法可以推广到多维序列的直观显示。
【附图说明】
[0038] 图1是测量序列的彩色显示装置的结构框图。
[0039] 图2是测量序列的彩色显示装置处理模块的结构框图。
[0040] 图3是测量序列的真彩显示示意图。
[0041]图4是测量序列的频谱到色谱的同构映射举例。
[0042] 图5是测量序列的彩色显示方法的工作流程图。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明，但本发明的实施不限于 此。
[0044] 如图i所示，是本发明所述测量序列的彩色显示装置的结构框图。本发明提出的 一种测量序列的彩色显示装置，包括采集模块、处理模块、显示模块和控制模块。采集模块 与处理模块相连，处理模块与显示模块相连，控制模块与采集模块、处理模块和显示模块均 相连。采集模块主要对测量信号进行采集或者是提供数据接口得到测量序列；处理模块对 测量序列进行预处理、频谱分析、频谱映射和颜色特征提取；显示模块根据测量序列的颜色 特征进行颜色显示；控制模块由操作者根据实际需要选择操作来控制采集模块、处理模块 和显不板块。
[0045] 采集模块是对测量信号进行采集，当测量信号是模拟信号时，该模块包括采集的 传感器和模数（AD)转换单元；当测量信号直接是数字信号时，该模块只包括采集的传感 器；当测量序列已经采集好只需显示，则采集模块只是提供一个数据接口，即是把数据导 入。
[0046] 显示模块是对测量序列的颜色特征进行颜色显示。
[0047] 控制模块包含人机交互接口，由操作者根据实际需要选择操作来控制采集模块、 处理模块和显示模块；设置人机交互的一些参数，如采样率、频谱分析用的方法、滤波器组 的频率选择、颜色特征等。
[0048] 如图2所示，是测量序列的彩色显示装置处理模块的结构框图。处理模块包括预 处理单元、频谱分析单元、频谱映射单元和颜色特征提取单元。预处理单元对测量序列进行 去噪，滤波处理。频谱分析单元对已经进行了预处理的测量序列进行频谱分析，得到各个频 率成分和频率分布范围，求出各个频率成分的能量。频谱映射单元把频率分布范围内的频 谱映射到可见光红橙黄绿青蓝紫的频率范围400THz-789THz，得到映射色谱。颜色特征提取 单元根据映射色谱提取RGB颜色特征分量。
[0049] 如图3所示，是本发明测量序列的真彩显示的处理过程示意图。
[0050] 如图3 (a)，得到测量序列的频谱X(e>)后，假设其频率范围为f^fh，而用 户关心的也是此范围，则把此范围的频谱映射到可见光红橙黄绿青蓝紫的频率范围 400THz-789THz(如图3 (b))，得到映射色谱，再设计三个带通滤波器组，带通滤波器？8:滤 出f\~f2的频率，求出这段频率的能量作为红色的能量Ep带通滤波器FB2滤出f3~f4的 频率，求出这段频率的能量作为绿色的能量Eg，带通滤波器FB3滤出f5~f6的频率，求出这 段频率的能量作为蓝色的能量Eb，把颜色三基色特征[E,，Eg，Eb]归一化后作为颜色的三基 色[R，G，B]的值，就能显示颜色。从数学上来看，测量序列的频谱映射到色谱上，是一个同 构的映射，另外是对测量序列的频段组合构成颜色三基色来显示，是和色光的频率含义一 致，故称为同构真彩显示。图3(a)示意的三个带通滤波器组是数字角频率《 6，其和 模拟频率&~f6之间的关系和采样率fs有关，《i= 2Jifi/fs，i= 1，…，6。如图3(c)示 意的是色光红橙黄绿青蓝紫色的频率范围和相应的波长。[R，G，B]的值，即显示的颜色会受 设置的f\~￡6值的影响，这可以针对某种应用通过训练得到合适的ff6的值。
[0051] 如图4所示，是测量序列的频谱同构映射到色谱上的简单例子，这里的同构映射 选取简单的等比映射。假设测量序列的频谱范围为f〇~fm，要映射到色谱上的频谱范围为fc/~fm'，根据这种映射准则，则测量序列的频谱范围的某一频率f彡fm)映射到 色谱上的频率为
【主权项】
1. 一种测量序列的彩色显示方法，其特征在于挖掘测量序列的频率特性，且把频率特 征通过同构映射到色谱上，再以频段组合能量构成颜色三基色，进而进行同构真彩显示。
2. 根据权利要求1所述的测量序列的彩色显示方法，具体实现步骤包括： 1) 采集测量序列。针对不同的应用，用不同的传感器采集测量信号，对其采样后变成测 量序列。 2) 对测量序列进行预处理。预处理包括去噪，滤波。 3) 频谱分析。对已经进行了预处理的测量序列进行频谱分析，得到各个频率成分和频 率分布范围，求出各个频率成分的能量。 4) 频谱映射。把频率分布范围内频谱映射到可见光红橙黄绿青蓝紫的频率范围，得到 映射色谱。 5) 颜色特征提取。映射色谱通过三个带通滤波器组，带通滤波器FBi滤出f\~f2的频 率，求出这段频率的能量作为红色的能量民，带通滤波器FB 2滤出f 3~f 4的频率，求出这段 频率的能量作为绿色的能量Eg，带通滤波器FB3滤出f 5~f 6的频率，求出这段频率的能量 作为蓝色的能量Eb，由此得到颜色三基色特征[民，E g，Eb]。 6) 获取三基色[R红，G绿，B蓝]的值来进行颜色显示。颜色三基色特征[Er，Eg，Eb] 归一化后作为颜色的三基色[R，G，B]的值，显示出真正的颜色，也可以把[R，G，B]转换成其 它的颜色特征参数，如Lab、YUV、HSI、HSV等。
3. -种测量序列的彩色显示装置，包括采集模块、处理模块、显示模块和控制模块。采 集模块与处理模块相连，处理模块与显示模块相连，控制模块与采集模块、处理模块和显示 模块均相连。采集模块主要对测量信号进行采集或者是提供数据接口得到测量序列；处理 模块对测量序列进行预处理、频谱分析、频谱映射和颜色特征提取；显示模块根据测量序列 的颜色特征进行颜色显示；控制模块由操作者根据实际需要选择操作来控制采集模块、处 理模块和显示模块。 作为上述测量序列的彩色显示装置的优化方案，所述采集模块是对测量信号进行采 集，当测量信号是模拟信号时，该模块包括采集的传感器和模数（AD)转换单元；当测量信 号直接是数字信号时，该模块只包括采集的传感器；当测量序列已经采集好只需显示时，则 采集模块只提供一个数据接口，即是把数据导入。 作为上述测量序列的彩色显示装置的优化方案，所述显示模块是对测量序列的颜色特 征进行颜色显示。 作为上述测量序列的彩色显示装置的优化方案，所述控制模块包含人机交互接口，由 操作者根据实际需要选择操作来控制采集模块、处理模块和显示模块；设置人机交互的一 些参数，如采样率、频谱分析用的方法、滤波器组的频率选择、颜色特征等。
4. 根据权利要求3所述的一种测量序列的彩色显示装置，其处理模块包括预处理单 元、频谱分析单元、频谱映射单元和颜色特征提取单元。预处理单元对测量序列进行去噪， 滤波处理。频谱分析单元对已经进行了预处理的测量序列进行频谱分析，得到各个频率成 分和频率分布范围，求出各个频率成分的能量。频谱映射单元把频率分布范围内的频谱映 射到可见光红橙黄绿青蓝紫的频率范围，得到映射色谱。颜色特征提取单元根据映射色谱 提取颜色三基色特征。
5. 根据权利要求3所述的一种测量序列的彩色显示装置的工作过程为： 1) 控制模块接收用户输入参数，如采样率、测量序列采集方式选择、显示颜色特征选 择、滤波器组的频率选择等； 2) 采集模块采集测量序列。针对不同的应用，用不同的传感器采集测量信号，对其采样 后变成测量序列。 3) 处理模块对测量序列进行处理。 a) 预处理单元对测量序列进行预处理。预处理包括去噪，滤波。 b) 频谱分析单元进行频谱分析。对已经进行了预处理的测量序列进行频谱分析，得到 各个频率成分和频率分布范围，求出各个频率成分的能量。 c) 频谱映射单元对频谱进行映射。把频率分布范围内频谱映射到可见光红橙黄绿青蓝 紫的频率范围400THz-789THz，得到映射色谱。 d) 颜色特征提取单元提取颜色特征。颜色特征先用三基色[R，G，B]表示，则映射色谱 通过三个带通滤波器组，带通滤波器FBi滤出f f 2的频率，求出这段频率的能量作为红 色的能量民，带通滤波器FB2滤出f 3~f 4的频率，求出这段频率的能量作为绿色的能量E g， 带通滤波器FB3滤出f 5~f 6的频率，求出这段频率的能量作为蓝色的能量E b，由此得到颜 色三基色特征[EmEg，Eb]。 4) 显示模块显示测量序列的颜色。颜色三基色特征[E,，Eg，Eb]归一化后作为颜色的三 基色[R，G，B]的值，根据用户选择的显示颜色特征，把[R，G，B]转换成用户设置的颜色特征 参数进行颜色显示。
【专利摘要】本发明提供一种测量序列的彩色显示方法及装置，装置包括采集模块、处理模块、显示模块和控制模块。所述方法对测量序列进行频谱分析，挖掘测量序列的频率特性，把频谱同构映射到色谱，再通过三个带通滤波器组，提取颜色特征，获得颜色三基色进而进行颜色显示，以此颜色来代表该测量序列的特征。本发明对测量序列用色彩来显示，可读性好，把测量序列的频率特征和颜色的频率特征对应来进行颜色显示，是一种同构真彩显示，还可以推广到多维序列的直观显示。
【IPC分类】G01D7-00
【公开号】CN104655163
【申请号】CN201510084701
【发明人】韦岗, 曹燕, 杨萃
【申请人】广州丰谱信息技术有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月16日