[发明专利]一种频谱三维显示装置、方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明实施例提供了一种频谱三维显示装置，包括：FFT模块，用于对时域数据进行FFT变换；检波模块，用于对FFT输出数据进行检波处理；三维显示映射控制模块，用于将检波输出数据映射到随机存储模块中；RGB转换模块，用于将各个像素点的强度值转换为各个像素点的RGB颜色值；叠加模块，用于将各个像素点的RGB颜色值与频谱仪图像界面中的菜单数据叠加后发送至显示模块进行显示。本发明所提供的频谱三维显示装置，将FFT及频谱映射处理均集成在了数字芯片内部，对FFT结果经检波后的频谱数据进行三维映射和三维显示，从而使得频谱仪在频谱三维显示过程中实现真正的实时无缝处理。本发明实施例还提供了一种频谱三维显示方法及介质。

技术领域

本发明涉及频谱显示技术领域，具体涉及一种频谱三维显示装置、方法及计算机可读存储介质。

背景技术

在测试测量领域，随着通信技术、雷达技术等越来越复杂化，以及伴随着各种调制技术的诞生和应用，工程师和科学家们在排查各种电子系统遇到的故障或问题时，面临越来越艰巨的挑战。在检测随时间变化的射频信号时，利用传统测试仪器，例如传统频谱仪不能很好的发现问题和定位问题，例如一些突发的并且随机出现的信号、干扰等，利用传统频谱仪难以对这类信号进行捕获和分析。

在这种背景下，很多厂商相继推出了实时频谱分析仪，借助于快速无缝FFT处理以及余辉显示、模板触发等技术，来实现对各种突发异常信号的捕获和分析。

这类实时频谱分析仪的架构一般有两种，一种是由接收机硬件(由射频通道、模拟中频以及ADC以及数字芯片等硬件电路组成)加上个人计算机(PC，Personal Computer)机软硬件构成的一体机，这种架构的设备，ADC采集后的数据在数字芯片中完成DDC和FFT等处理，结果经由PCI-E等高速接口将数据交给PC软件进行检波、余辉显示等处理；另一种架构是接收机硬件单独为一个设备，然后通过通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)、局域网(LAN，Local Area Network)等通用接口连接到PC机上，PC机通过上位机软件来实现对数据的处理。

在以上两种架构中，FFT之后大部分数据处理工作需要借助PC机资源来实现。当需要对频谱图进行三维显示时，由于同时需要对数据进行无缝FFT处理，会占用大量的PC资源，但是，由于三维显示时，并不能做到每一帧FFT结果都能在三维图中显示出来，中间总是会或多或少出现一些丢帧，因此，三维显示并不能做到无缝显示。

现有的频谱三维显示技术一般是基于PC机软件，采用图形和图像处理的方法来实现，每一帧频谱数据对应一张图片，不同时间的频谱图通过图像叠加(overlay)来形成三维视图，这个过程的原理示意图如图1所示：每一段时域数据经FFT处理后得到一帧频域数据，每一帧频域数据在内存中均映射到显示缓冲区中的一个二维空间中，该二维空间中的数据对应一张频谱图；按时间先后顺序，将各次FFT对应的频谱图进行Overlay处理即可形成三维显示数据。

但现有频谱三维显示技术仍存在以下缺点：

1、由于FFT处理一般在数字芯片中(如专用芯片或者可编程逻辑芯片)实现，其处理速度快、实时性强，而三维显示映射处理在软件中实现时，其映射过程为软件逐点映射，处理速度比较慢，很难跟上FFT处理的节奏，最终会导致三维显示不能显示所有的FFT结果，也就是有些FFT帧因不能及时被处理而被丢掉。

2、基于软件的频谱映射，每一帧FFT结果映射得到的图像需要存放在一个二维存储空间，当三维显示需要支持的时间范围较长时，会消耗大量的内存空间。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，本发明实施例期望提供一种频谱三维显示装置、方法及计算机可读存储介质。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种频谱三维显示装置，所述装置包括：FFT模块、检波模块、三维显示映射控制模块、随机存储模块、RGB转换模块及Overlay模块；其中，