一种基于移动平台的手势化频谱分析方法及系统与流程

本发明提供一种基于移动平台的手势化频谱分析方法及系统。

背景技术：

随着使用环境不断复杂，频谱分析专业对设备轻型化、便携化的需求日益增强，移动终端在频谱分析领域中的普遍应用成为未来信息系统的必然趋势。相比传统定制频谱分析仪，通用移动平台具有成本低、功耗小、交互方式丰富等优点，但其通常没有鼠标、键盘以及按键作为输入，取而代之的是触摸屏，具有屏幕相对小、操作方式独特、单机处理能力有限等特点；另一方面，当频谱分析系统同时部署到多个通用移动平台时，为了使多个频谱分析终端之间能够进行协同分析，亟需解决在移动环境下各个频谱分析终端之间的数据同步问题。良好的人机交互方法能够合理地安排界面布局、正确地理解用户输入以及清晰地展示频谱数据信息。为了使复杂的频谱分析系统能够在移动平台上正确、有效地应用，适用于移动平台的频谱分析人机交互方法以及配套的数据同步机制发挥着关键的作用。

综上所述，频谱分析系统向通用移动平台移植过程中因缺少在智能手机或平板电脑上进行复杂频谱图编辑的人机交互方法及其配套的数据交互系统而面临难以处理复杂频谱分析的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种基于移动平台的手势化频谱分析方法及系统。具体而言是在智能手机或平板电脑上提供手势化人机交互的频谱分析方法及系统。根据通用移动平台的物理特性，本发明全面考虑界面布局、输入输出以及外界干扰条件等因素，设计了一种在智能手机或平板电脑上进行复杂频谱图编辑的人机交互方法以及其配套的数据交互系统，以解决频谱分析系统向移动平台移植时受限制的问题。实现通过在移动平台上进行频谱图制作或对已有频谱图进行再编辑，以完成对后台频谱数据的分析和操作。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于移动平台的手势化频谱分析方法及系统包括：

一种基于移动平台的手势化频谱分析方法包括：

用户手势操作步骤：通过人机交互单元接收用户手势操作；

手势操作转换步骤：通过手势事件解释器接收人机交互单元发送的用户手势操作，并将手势操作转换为对应的手势操作数据；并根据手势操作数据进行坐标系相关操作以及频段相关操作；坐标系相关操作包括坐标系建立、坐标系变更及坐标系删除；频段相关操作包括频段创建、频段选中、频段删除、频段变更操作；

频谱交互映射步骤：通过频谱交互控制器接收并识别由手势事件解释器发送的手势操作数据，并按照业务逻辑将识别出的手势操作数据映射成对频谱显示控件的频谱数据操作指令，并将该指令发送至频谱数据模型单元；

频谱数据更新步骤：频谱数据模型单元根据频谱数据操作指令类别更新频谱显示单元的显示参数并触发频谱显示单元更新显示形态，同时将更新后的显示参数上传至数据收发与管理单元进行后台处理；另一方面，频谱数据模型单元接收由数据收发与管理单元推送的频谱数据，进而在本地同步频谱显示单元的显示参数并触发频谱显示控件更新显示形态；

频谱图界面显示步骤：频谱显示单元提供坐标系、频段、工具栏控件的绘制、渲染以及界面布局管理，接收由频谱数据模型发送的频谱图显示参数，以实时更新频谱图界面显示效果；通过人机交互单元显示频谱显示单元处理后的频谱图结果。

进一步的，手势操作转换步骤具体实现过程是：

步骤11：监听人机交互单元发生的触摸屏触摸事件；判断手指是否按下，若按下，则记录点击坐标、时间戳，执行步骤12：否则，返回步骤11；

步骤12：判断手指是否抬起，若手指抬起，则判定为点击时事件，执行步骤13；否则，执行步骤16；

步骤13：本次点击与上次点击时间间隔是否小于门限值，若小于门限值，则判断本地点击与上次点击移动距离是否小于门限值，执行步骤14；否则，判定为单击事件，执行步骤18；

步骤14：若小于门限值，则判断手指是否移动，执行步骤15；否则，判定为单击事件；

步骤15：若手指移动，则判定为拖动事件，同时记录该拖动事件终点坐标、终点坐标对应的时间戳，移动距离、时间差，执行步骤18；否则，判定为双击事件，执行步骤18；

步骤16：判断手指是否移动，若移动则，判定为滑动事件，记录该拖动事件终点坐标、终点坐标对应的时间戳，移动距离、时间差，执行步骤18；否则，判断按下事件是否超过门限值，执行步骤17；

步骤17：若手指按下事件超过门限值，则判断为长按事件，记录当前时间戳，执行步骤18；否则，判断手指是否抬起；返回步骤12；

步骤18：输出包括单击、双击、滑动、拖动以及长按手势的手势操作数据。

进一步的，频谱交互映射步骤中识别手势操作数据具体步骤包括：

步骤21：接收手势操作转换步骤输出的手势操作数据；

步骤22：判断是否进行编辑模式，若需要进行编辑模式，则进行编辑模式，并记录当前模式；否则，记录当前模式；判断是否为编辑模式，执行步骤23；

步骤23：若是编辑模式，则判断是否为拖动坐标系到窗口，执行步骤24；否则，丢弃当前操作数据；

步骤24：若是，则进行坐标系建立；否则，判断是否为拖动坐标轴操作，执行步骤25；

步骤25：若是拖动坐标轴操作，则进行坐标系变更操作，否则，判断是否为拖动坐标系标签，执行步骤26；

步骤26：若是，则进行坐标系变更操作，否则判断是否为点击频段操作，执行步骤27；

步骤27：若是点击频段，则进行频段选中操作，否则，判断是否为拖动频段中部1/3操作，执行步骤28：

步骤28：若是拖动频段中部1/3操作，则进行频段创建操作；否则，判断是否拖动频段边缘操作，执行步骤29；

步骤29：若是拖动频段边缘，则进行频段变更；否则，判断是否为拖动至窗口外部操作，执行步骤30：

步骤30：若是拖动至外部窗口操作，则进行频段删除；否则，输出识别出的手势操作数据。

进一步的，按照业务逻辑将识别出的手势操作数据映射成对频谱显示控件的频谱数据操作指令具体采用模型/视图/代理分离(modelviewdelegate)技术。

进一步的，所述坐标系建立步骤包括：

步骤111：单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图进入编辑模式；

步骤112：从工具栏区找到“频谱图坐标系”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“频谱图坐标系”拖动到编辑区后松开手指，单指双击坐标系横/纵坐标末端并保持手指不松开，通过左右/上下滑动可调整坐标系的横/纵坐标尺寸；

步骤113：从工具栏区找到“横坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“横坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”横坐标后松开手指，通过单指双击该“横坐标标签”，输入该标签的横坐标值；

步骤114：重复步骤113，直至完成所有横坐标值；

步骤115：从工具栏区找到“纵坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“纵坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”纵坐标后松开手指，通过单指双击该“纵坐标标签”，输入该标签的纵坐标值；

步骤116：重复步骤115，直至完成所有纵坐标值。

进一步的，所述频谱图建立步骤包括：

步骤121：从工具栏区找到“频段”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“频段”拖动到创建的频谱图坐标系中；

步骤122：若需要调整频段的最大值，则单指单击频段最右端并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；

步骤123：当频段显示数值与目标最大值相同时，松开手指；若需要调整频段的最小值，则单指单击频段最左端并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标最小值相同时，松开手指；

步骤124：若需要调整频段的纵坐标，则单指单击频段中部1/3的位置，并保持手指不松开上下移动手指；当频段移动到目标纵坐标时，松开手指；若需左右平移频段，则单指单击频段中部1/3的位置并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标数值相同时，松开手指；

步骤125：再次单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图退出编辑模式，完成频谱图创建。

进一步的，所述频谱图编辑步骤包括：坐标系编辑步骤和/或频段编辑步骤。

进一步的，所述坐标系编辑步骤包括：

步骤131：单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图进入编辑模式；

步骤132：单指双击坐标系横/纵坐标末端并保持手指不松开，通过左右/上下滑动可调整坐标系的横/纵坐标尺寸；

其中，若需添加横坐标标签，从工具栏区找到“横坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“横坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”横坐标后松开手指；否则，通过直接单指双击目标“横坐标标签”，输入该标签的横坐标值；

若需添加纵坐标标签，从工具栏区找到“纵坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“纵坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”纵坐标后松开手指；否则，通过直接单指双击目标“纵坐标标签”，输入该标签的纵坐标值；

若需删除横/纵坐标标签，则对目标标签进行单指单击操作并保持手指不松开，并拖动到“频谱图坐标系”区域外，松开手指即可。

基于所述手势化频谱分析方法的手势化频谱分析装置包括：

用户手势操作模块：用于通过人机交互单元接收用户手势操作；

手势操作转换模块：用于通过手势事件解释器接收人机交互单元发送的用户手势操作，并将手势操作转换为对应的手势操作数据；并根据手势操作数据进行坐标系相关操作以及频段相关操作；坐标系相关操作包括坐标系建立、坐标系变更及坐标系删除；频段相关操作包括频段创建、频段选中、频段删除、频段变更操作；

频谱交互映射模块：用于通过频谱交互控制器接收并识别由手势事件解释器发送的手势操作数据，并按照业务逻辑将识别出的手势操作数据映射成对频谱显示控件的频谱数据操作指令，并将该指令发送至频谱数据模型单元；

频谱数据模型单元，用于根据频谱数据操作指令类别更新频谱显示单元的显示参数并触发频谱显示单元更新显示形态，同时将更新后的显示参数上传至数据收发与管理单元进行后台处理；另一方面，频谱数据模型单元接收由数据收发与管理单元推送的频谱数据，进而在本地同步频谱显示单元的显示参数并触发频谱显示控件更新显示形态；

频谱显示单元，用于提供坐标系、频段、工具栏控件的绘制、渲染以及界面布局管理，接收由频谱数据模型发送的频谱图显示参数，以实时更新频谱图界面显示效果；

人机交互单元，用于显示频谱显示单元处理后的频谱图结果。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

人机交互方式合理性——符合移动终端操作环境特点的频谱分析方式，主要采用单点拖动与实时数值显示相结合，操作方式简洁高效，便于用户学习掌握。

支持协同频谱分析——多个用户之间可进行实时的频谱数据同步、共享，适用于移动环境下的多用户同时作业场景。

终端通用性——本发明提出的频谱分析方法不再依赖于某种特定的终端设备，可应用于任一支持手势操作的触摸屏设备。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是频谱图操作交互示意图。

图2是手势操作转换步骤示意图。

图3是频谱交互映射步骤示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施方案一：一种基于移动平台(移动平台指的是移动设备，比如手机，ipad等带处理器，操作系统的移动终端)的手势化频谱分析方法及系统包括：

用户手势操作步骤：通过人机交互单元接收用户手势操作；

手势操作转换步骤：通过手势事件解释器接收人机交互单元发送的用户手势操作，并将手势操作转换为对应的手势操作数据；并根据手势操作数据进行坐标系相关操作以及频段相关操作；坐标系相关操作包括坐标系建立、坐标系变更及坐标系删除；频段相关操作包括频段创建、频段选中、频段删除、频段变更操作；

频谱交互映射步骤：通过频谱交互控制器接收并识别由手势事件解释器发送的手势操作数据，并按照业务逻辑将识别出的手势操作数据映射成对频谱显示控件的频谱数据操作指令，并将该指令发送至频谱数据模型单元；(按照业务逻辑将识别出的手势操作数据映射成对频谱显示控件的频谱数据操作指令具体采用模型/视图/代理分离(modelviewdelegate)技术)

频谱数据更新步骤：频谱数据模型单元根据频谱数据操作指令类别更新频谱显示单元的显示参数并触发频谱显示单元更新显示形态，同时将更新后的显示参数上传至数据收发与管理单元进行后台处理；另一方面，频谱数据模型单元接收由数据收发与管理单元推送的频谱数据，进而在本地同步频谱显示单元的显示参数并触发频谱显示控件更新显示形态；

频谱界面显示步骤：频谱显示单元提供坐标系、频段、工具栏控件的绘制、渲染以及界面布局管理，接收由频谱数据模型发送的显示参数，以实时更新界面显示效果；通过人机交互单元显示频谱显示单元处理后的结果。

1.1如图1所述，本装置包括人机交互单元、手势时间解释器、频谱交互控制器、频谱显示单元、频谱数据模型单元以及数据收发与管理单元。

通过手势事件解释器接收频谱显示单元发送的用户手势操作，并将手势操作转换为对应的手势数据示例格式为：

1.2手势事件定义

手势事件解释器需要接收的操作系统事件包括：

●手指按下

●手指移动

●手指抬起

●一个拖拽进入了一个窗口部件

●一个拖拽正在进行中

●一个拖拽离开了窗口部件

●一个拖拽完成了

1.3频段交互事件定义

频谱交互控制器需要响应的事件定义如下：

●坐标系建立

●坐标系变更

●坐标系删除

●编辑模式切换

●频段创建

●频段选中

●频段删除

●频段变更

当频谱交互控制器内部的频段交互事件监听模块接收到各类操作的信号后触发数据操作指令组织过程，具体映射关系如下：

1.4手势操作转换步骤具体实现过程是：

步骤11：监听人机交互单元发生的触摸屏触摸事件；判断手指是否按下，若按下，则记录点击坐标、时间戳，执行步骤12：否则，返回步骤11；

步骤12：判断手指是否抬起，若手指抬起，则判定为点击时事件，执行步骤13；否则，执行步骤16；

步骤13：本次点击与上次点击时间间隔是否小于门限值，若小于门限值，则判断本地点击与上次点击移动距离是否小于门限值，执行步骤14；否则，判定为单击事件，执行步骤18；

步骤14：若小于门限值，则判断手指是否移动，执行步骤15；否则，判定为单击事件；

步骤15：若手指移动，则判定为拖动事件，同时记录该拖动事件终点坐标、终点坐标对应的时间戳，移动距离、时间差(时间差指的是点击手指时间戳与抬起手指时间戳的差值)，执行步骤18；否则，判定为双击事件，执行步骤18；

步骤16：判断手指是否移动，若移动则，判定为滑动事件，记录该拖动事件终点坐标、终点坐标对应的时间戳，移动距离、时间差，执行步骤18；否则，判断按下事件是否超过门限值，执行步骤17；

步骤17：若手指按下事件超过门限值，则判断为长按事件，记录当前时间戳，执行步骤18；否则，判断手指是否抬起；返回步骤12；

步骤18：输出包括单击、双击、滑动、拖动以及长按手势的手势操作数据。

1.5频谱交互映射步骤中识别手势操作数据具体步骤包括：

步骤21：接收手势操作转换步骤输出的手势操作数据；

步骤22：判断是否进行编辑模式，若需要进行编辑模式，则进行编辑模式，并记录当前模式；否则，记录当前模式；判断是否为编辑模式，执行步骤23；

步骤23：若是编辑模式，则判断是否为拖动坐标系到窗口，执行步骤24；否则，丢弃当前操作数据；

步骤24：若是，则进行坐标系建立；否则，判断是否为拖动坐标轴操作，执行步骤25；

步骤25：若是拖动坐标轴操作，则进行坐标系变更操作，否则，判断是否为拖动坐标系标签，执行步骤26；

步骤26：若是，则进行坐标系变更操作，否则判断是否为点击频段操作，执行步骤27；

步骤27：若是点击频段，则进行频段选中操作，否则，判断是否为拖动频段中部1/3操作，执行步骤28：

步骤28：若是拖动频段中部1/3操作，则进行频段创建操作；否则，判断是否拖动频段边缘操作，执行步骤29；

步骤29：若是拖动频段边缘，则进行频段变更；否则，判断是否为拖动至窗口外部操作，执行步骤30：

步骤30：若是拖动至外部窗口操作，则进行频段删除；否则，输出识别出的手势操作数据。

具体映射关系如下：

1.6频谱数据模型单元：

频谱数据模型单元对频谱交互控制器输出的频谱数据操作指令进行归类及设计如下：

频段：频段最大值、频段最小值、频段文本、频段id、频段所属任务组、频段所属任务组索引值

频段任务组：频段数据数组

网络单元：水平栅格线、垂直栅格线画笔样式，水平栅格线、垂直栅格线画笔颜色，水平栅格线、垂直栅格线画笔线宽，水平栅格线、垂直栅格线显示/隐藏设置，水平、栅格间隔填充颜色，水平、栅格间隔样式

坐标系：图例样式数据，坐标轴样式数据，

横坐标轴：坐标轴文本样式、坐标轴刻度样式、坐标轴标题文本、坐标轴刻度类型

纵坐标轴：坐标轴文本样式、坐标轴刻度样式、坐标轴标题文本、坐标轴刻度类型

横坐标轴标签：标签文本颜色、标签文本对齐方式

纵坐标轴标签：标签文本颜色、标签文本对齐方式

1.7频谱显示单元：

频段控件：频段显示长度显示、频段文本显示、频段数量显示、频段任务显示位置

网格控件：栅格线段样式显示、栅格线段颜色显示、栅格水平、垂直线显示位置、栅格水平、垂直线填充样式、栅格水平、垂直线填充颜色、栅格水平、垂直线显示样式

坐标系控件：图例显示、横、纵坐标轴显示、图元画布渲染。

对上述步骤中，

坐标系建立步骤：在便携式人机交互单元上，单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图进入编辑模式；在编辑区对频谱图坐标系进行编辑，通过单指操作调整坐标系的横纵坐标尺寸以及横纵坐标值，进行坐标系建立；

频谱图建立步骤：在建立的坐标中，通过单指操作调整频谱图的频段的范围参数；调整完毕，退出频谱图编辑模式，在移动设备上创建一个频谱图；

频谱图编辑步骤：在便携式人机交互单元上，通过对建立的频谱图进行平移、拖动以及编辑的单指操作，对整个频谱图处理。

实施方案二：在实施方案一基础上，坐标系建立步骤包括：

步骤11：单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图进入编辑模式；

步骤12：从工具栏区找到“频谱图坐标系”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“频谱图坐标系”拖动到编辑区后松开手指，单指双击坐标系横/纵坐标末端并保持手指不松开，通过左右/上下滑动可调整坐标系的横/纵坐标尺寸；

步骤13：从工具栏区找到“横坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“横坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”横坐标后松开手指，通过单指双击该“横坐标标签”，输入该标签的横坐标值；

步骤14：重复步骤:13，直至完成所有横坐标值；

步骤15：从工具栏区找到“纵坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“纵坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”纵坐标后松开手指，通过单指双击该“纵坐标标签”，输入该标签的纵坐标值；

步骤16：重复步骤:15，直至完成所有纵坐标值。

实施方案三：在实施方案一或/和二基础上，频谱图建立步骤包括：

步骤21：从工具栏区找到“频段”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“频段”拖动到创建的频谱图坐标系中；

步骤22：若需要调整频段的最大值，则单指单击频段最右端并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；

步骤23：当频段显示数值与目标最大值相同时，松开手指；若需要调整频段的最小值，则单指单击频段最左端并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标最小值相同时，松开手指；

步骤24：若需要调整频段的纵坐标，则单指单击频段中部1/3的位置，并保持手指不松开上下移动手指；当频段移动到目标纵坐标时，松开手指；若需左右平移频段，则单指单击频段中部1/3的位置并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标数值相同时，松开手指；

步骤25：再次单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图退出编辑模式，完成频谱图创建。

实施方案四：在实施方案一、二或/和三基础上，频谱图编辑步骤包括：坐标系编辑步骤和/或频段编辑步骤。

其中，1)坐标系编辑步骤包括：

步骤31：单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图进入编辑模式；

步骤32：单指双击坐标系横/纵坐标末端并保持手指不松开，通过左右/上下滑动可调整坐标系的横/纵坐标尺寸；

其中，若需添加横坐标标签，从工具栏区找到“横坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“横坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”横坐标后松开手指；否则，通过直接单指双击目标“横坐标标签”，输入该标签的横坐标值；

若需添加纵坐标标签，从工具栏区找到“纵坐标标签”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“纵坐标标签”拖动到“频谱图坐标系”纵坐标后松开手指；否则，通过直接单指双击目标“纵坐标标签”，输入该标签的纵坐标值；

若需删除横/纵坐标标签，则对目标标签进行单指单击操作并保持手指不松开，并拖动到“频谱图坐标系”区域外，松开手指即可。

2)频段编辑步骤包括：

步骤41：若需创建频段，则从工具栏区找到“频段”，进行单指单击操作并保持手指不松开，将“频段”拖动到频谱图坐标系中；

步骤42：对频谱图的频段进行最大值、最小值、纵坐标和/或左右平移操作；

步骤42具体指的是：若需要调整频段的最大值，则单指单击频段最右端并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标最大值相同时，松开手指；

若需要调整频段的最小值，则单指单击频段最左端并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标最小值相同时，松开手指；

若需要调整频段的纵坐标，则单指单击频段中部1/3的位置，并保持手指不松开上下移动手指；当频段移动到目标纵坐标时，松开手指；

若需左右平移频段，则单指单击频段中部1/3的位置并保持手指不松开左右移动手指，观察该频段上方实时显示该频段的范围参数；当频段显示数值与目标数值相同时，松开手指；

步骤43：再次单指单击“编辑模式”按钮，使频谱图退出编辑模式，完成频谱图创建。

实施方案五：在实施方案四基础上，步骤42还包括对对频谱图的频段的删除操作；具体指的是若需删除频段，则单指单击频段中部1/3的位置并保持手指不松开，拖动该频段到“频谱图坐标系”区域外，松开手指即可。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。