动态调整数据阶层的方法及数据视觉化处理装置与流程

本发明涉及一种用于数据视觉化的方法及装置，尤其涉及一种动态调整数据阶层的方法及数据视觉化处理装置。

背景技术：

为了使观看者能快速理解大量信息，新闻或相关统计软件，常通过图像方式将信息呈现，以使观看者能从视觉中获得信息。简单来说，大量信息即是藉助图形化手段，有效地传达信息，以实现数据视觉化的目的。比方说颜色的变化可以显示该笔数据是高于基准值，还是低于基准值，而浓淡的程度则是可以体现出它跟基准值的差距程度，因此观看者就可以在不细读信息的情况下，就能得知信息内含的意义。

举例来说，热度图适合用来解读某个时间长度下，环境的密集程度，但用热度图来表现数据时，如果以固定数据值定义颜色区间常会造成数据难以解读。例如：过多的极端值会让整张图变得全是过热的情况，以及少数的极端值无法呈现整体的呈现方式。如果95％的数据都小于10，但有5％的数据大于2000，在固定门坎值的方式下，如果红色代表最热且门坎值定义为10，因为大于10的数据(如11～30)会呈现红色，但2000也是红色，因此无法表现出热的相对程度有多高，因此固定门坎值的显示方式，会让用户难以正确解读数据信息。

虽然，使用者可自行调整门坎值，使热度图中的颜色能均匀分配，但在特定时间长度下数据的门坎值，虽然能使颜色均匀分配，但相同的门坎值在另一个时间长度下的数据，不一定能使颜色均匀分配，因此使用者需不断的调整门坎值，才能让热度图正确的呈现数据的相对关系。除此之外，目前相关技术述也没有明确定义如何调整或计算适当的门坎值，因此使用者没有调整标准，只能凭感觉自行定义门坎值。

技术实现要素：

因此，本发明之主要目的即在于提供一种动态调整数据阶层的方法及数据视觉化处理装置，以解决上述问题。

本发明公开一种动态调整数据阶层的方法，用来优化数据视觉化功能，该方法包含有：于每个区段，分别收集一数据，并根据该数据，计算出对应该区段的一统计数据；根据各个区段的该统计数据，计算出一平均值；将各个区段的该统计数据分成复数个阶层；根据各区段的该平均值，决定出一上阀值及一下阀值；以及将各个区段的该统计数据中超过该上阀值的数据，分配为该复数个阶层中的一最高阶层，以及将低于该下阀值的数据，分配为该复数个阶层中的一最低阶层。

本发明还公开一种数据视觉化处理装置，用来动态调整数据阶层，该数据视觉化处理装置包含有：一处理单元，用来执行一程序码；一侦测单元，用来于每个区段，分别收集一数据；一储存单元，耦接于该处理装置及该侦测单元，用来储存该数据及该程序码，其中，该程序码指示该处理单元执行以下步骤：根据该数据计算出对应该区段的一统计数据；根据各个区段的该统计数据，计算出一平均值；将各个区段的该统计数据分成复数个阶层；根据各个区段的该平均值，决定出一上阀值及一下阀值；以及将各个区段的该统计数据中超过该上阀值的数据，分配为该复数个阶层中的一最高阶层，以及将低于该下阀值的数据，分配为该复数个阶层中的一最低阶层。

附图说明

图1为本发明实施例一数据视觉化处理装置的示意图。

图2为本发明实施例一动态调整数据阶层的流程图。

图3为本发明实施例一数据统计的示意图。

图4为本发明实施例一数据排序的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10数据视觉化处理装置

100处理单元

110储存单元

120显示单元

130侦测单元

20动态调整数据阶层流程

200-280步骤

x1-xn、x数据

具体实施方式

图1为本发明实施例一数据视觉化处理装置10之示意图。数据视觉化处理装置10可为电子广告牌或监视器设备，其包含一处理单元100、一储存单元110、一显示单元120及侦测单元130。处理单元100可为一微处理器或一特定应用集成电路(无线存取点plication-specificintegratedcircuit，asic)。储存单元110可为任一数据储存装置，用来储存处理单元100执行后的处理结果。举例来说，储存单元110可为用户识别模块(subscriberidentitymodule，sim)、只读式内存(read-onlymemory，rom)、闪存(flashmemory)、随机存取内存(无线存取网络dom-accessmemory，ram)、光盘只读存储器(cd-rom/dvd-rom)、磁带(magnetic无线存取点)、硬盘(harddisk)及光学数据储存装置(opticaldatastoragedevice)等，而不限于此。显示单元120用来以图像方式显示处理装置100执行后的的处理结果。举例来说，图像方式可为热度图或任何统计图示。侦测单元130可通过背景相减法、动态相减法或对象边框侦测方法，来收集信息并储存至储存单元110，其中信息可为实时影像(real-timeimage)或图帧(imageframe)，但不限于此。

数据视觉化处理装置10的运作方式可归纳为一动态调整数据阶层的流程。请参见图2，其为本发明实施例一动态调整数据阶层流程20的示意图。如图2所示，动态调整数据阶层流程20包含以下步骤：

步骤200：于每个区段，分别收集数据，并根据区段内收集的数据，计算出统计数据(即各个区段分别具有对应的统计数据)。

步骤210：根据第一区段的统计数据，计算出第一平均值。

步骤220：将第一区段的统计数据分成n个阶层。

步骤230：根据第一平均值，决定出第一上阀值及第一下阀值。

步骤240：将第一区段的统计数据中超过第一上阀值的数据，分配为最高阶层、将低于第一下阀值的数据，分配为最低阶层，以及将介于第一下阀值与第一上阀值之间的数据，分配至剩余的(n-2)个阶层。

步骤250：根据第二区段的统计数据，计算出第二平均值。

步骤260：将第二区段的统计数据分成m个阶层。

步骤270：根据第二平均值，决定出第二上阀值及第二下阀值。

步骤280：将第二区段的统计数据中超过第二上阀值的数据，分配为最高阶层、将低于第二下阀值的数据，分配为最低阶层，以及将介于第二下阀值与第二上阀值之间的数据，分配至剩余的(m-2)个阶层。

根据动态调整数据阶层流程20，数据视觉化处理装置10可动态调整阀值。换句话说，不同的区段会有不同的阀值(如第一区段及第二区段分别对应第一上、下阀值及第二上、下阀值)，以各别调整每个区段内数据的尺度，进而作为分配数据阶层的依据。举例来说，区段为时间区间(如在一时间区间内收集数据)，而阶层为颜色阶层(如热度图显示方式)。然而，在其他实施例中，区段亦可为空间区间，如在一面积范围中收集数据。为了使观看者能快速地理解在时间区间下收集的数据，热度图会以不同颜色来展现数据之间的相对关系，因此观看者能立即识别数据阶层。本发明的动态调整数据阶层流程20可用来动态调整热度图中的颜色阶层，以使观看者在不同时间区间下收集的数据都能显示适当的颜色，藉以加强数据视觉化的效果。

详细说明如下。请参见图3，其为本发明实施例一数据统计的示意图。如图3所示，数据视觉化处理装置10的侦测单元130在一时间区间内收集影像数据x1-xn，数据的收集方式可为背景相减法、动态相减法或对象边框侦测方法，但不限于此，其中「0」表示像素值(如灰阶值0～255)没有变化，「1」表示像素值改变。接着，处理单元100根据数据x1-xn，统计出数据结果x。简单来说，数据x1-xn相加后的统计结果得出各个像素位置上像素值的变化次数，因而得出包含变量值「0」、「1」、「5」、「9」的数据结果x。处理单元100根据变量值计算出平均值，即所有变量值的总和除以变量数量，因此得出平均值为45/9＝5。在此实施例中，处理单元100以平均值的2倍做为上阀值(即上阀值设为2*5＝10)，并以平均值的1/2倍做为下阀值(即下阀值为5/2＝2.5)。

值得注意的是，阶层数或颜色阶层数可由使用者自行决定，举例来说彩虹为7个颜色阶层。处理单元100将超过上阀值的变量值统一缩放回上阀值(物理意义为超过上阀值皆为过热区间)，即分配为最高阶层，以及低于下阀值的皆视为热度不足，即分配为最低阶层。举例来说，若数据结果x中包含有变量值「11」的情况下，处理单元100会则将此数据调整为「9」或「10」，因此此笔数据会被分配到最高阶层。另一方面，数据结果x中的变量值「0」、「1」则会被删除或是调整为「2.5」，因此此笔数据会被分配到最低阶层。简单来说，本发明的处理单元100能根据数据的平均值，自行决定出上、下阀值，用来调整数据尺度或数据分布情形，进而均匀地分配各颜色阶层。

在一实施例中，处理单元100将低于下阀值「2.5」的数据「0」、「1」删除，仅留下「5」及「9」，因此热度图中会显示二个颜色阶层。为了让颜色能分布平均显示，处理单元100可以将数据做适度的平滑化程序处理，如通过s函数(sigmoidfunction)，使二个颜色之间以颜色渐层方式呈现，避免突然跳色。在另一个实施例中，低于下阀值「2.5」的数据「0」、「1」被分配为同一阶层，因此热度图中可显示三个颜色，以及选择性进行平滑化数据处理。

另一方面，假设使用者决定使用10个颜色阶层来显示热度图，为了使10个颜色都能平均呈现，在处理单元100计算出平均值之后，处理单元100会将数据依大小排序，藉以判断平均值是否为中位数，进而决定是否进行数据转换。请参见图4，其为本发明实施例一数据排序的示意图。处理单元100将数据「0」、「1」、「5」、「9」排序，接着，处理单元100判断平均值是否为序列中的中位数。如图4所示，中位数为「1」落在百分位数50％(即中位数为「1」)，而平均值「5」落在百分位数60％(即统计数据中的数据有40％高于平均值，以及有60％数据低于平均值)，造成颜色不会平均的分布。在此情况下，使用者可选择性进行修正程序，以百分比为基准进行转换，将数据进行对齐转换成更适合的颜色分布。简单来说，就是让「5」的位置调整在百分位数50％的情况，因此使10个颜色能平均呈现。

上述所有步骤，包含所建议的步骤，可通过硬件、轫体(即硬件装置与计算机指令的组合，硬件装置中的数据为只读软件数据)或电子系统等方式实现。举例来说，数据视觉化处理装置10中的储存单元110包含有储存数据且储存数据包含有根据动态调整数据阶层流程20所编译的一程序码，并由处理单元100读取及处理，以执行并实现动态调整数据阶层流程20的步骤。硬件可包含模拟、数字及混合电路(即微电路、微芯片或硅芯片)。电子系统可包含系统单芯片(systemonchip，soc)、系统封装(systeminpackage，sip)、计算机模块(computeronmodule，com)及数据视觉化处理装置10。

综上所述，本发明提供动态调整数据阶层的方法及相关装置，此构想将数据尺度或分布作调整，可避免数据分布范围过大，进而能将数据平均分配到对应的颜色阶层或色盘上，使颜色能被均匀利用，呈现出来的热度图较为缤纷多彩，让人更容易、快速地理解数据的变化，提升信息传播的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。