[发明专利]一种基于像素点数量的高频时序数据实时稀疏显示方法

说明书

本发明涉及工业数据采集可视化技术领域，尤其是一种基于像素点数量的高频时序数据实时稀疏显示方法，包括在计算机图形界面显示时序数据点的波形图时，采用的是描点显示方法，将实际坐标系中的点转为像素坐标系点进行描点，时间序列为横坐标，幅值为纵坐标，时间序列转横坐标像素，幅值转纵坐标像素，然后点与点之间通过折线进行连接。由于在高频数据采集情况下，数据点密度很大，如果完全不失真实时显示信号波形曲线会消耗大量的计算机性能及网络性能，本方法提出一种基于像素点数量的数据稀疏方法，可在不提高计算机硬件性能的情况下、不失真的实时显示出信号的波形曲线。

技术领域

本发明涉及工业数据采集可视化技术领域，尤其涉及一种基于像素点数量的高频时序数据实时稀疏显示方法。

背景技术

在对工业设备进行运行状态监控过程中，通常需要采集设备运行过程中的各种状态数据，例如振动、电流、噪声等数据，由于数据分析的需求，通常需要对这些数据进行较高频率额采样，一般情况下采样频率需要求到10KHz或以上。为了能够实时直观的看到设备运行状态的变化，需要将这些数据使用曲线等方式进行图形化显示，如果全部将采集到的数据渲染显示到图形界面上，由于采样频率很高，数据点数非常多，而且需要实时更新数据点，将会造成界面卡顿，延迟等现象，通常此问题可通过提高计算机的硬件性能得到解决，或者采用二次采样方法(即对原始采集数据点进二次采样用于图形化显示)，但提高计算机硬件性能会增加成本，进行二次采样会造成显示波形曲线一定程度失真。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于像素点数量的高频时序数据实时稀疏显示方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基于像素点数量的高频时序数据实时稀疏显示方法，包括如下步骤：

S1、计算机图形界面显示时序数据点的波形图时，采用的是描点显示方法，将实际坐标系中的点转为像素坐标系点进行描点，时间序列为横坐标，幅值为纵坐标，时间序列转横坐标像素，幅值转纵坐标像素，然后点与点之间通过折线进行连接，例如，有T秒的时序数据点，数据的采集频率为fHz，需要显示在x×y像素的屏幕上，按照描点显示法，x×y的屏幕横轴上只有x个像素点，但是时序点由T×f个点组成，像素坐标x＝i的垂直轴上至少会重复描点T×f/x＝N次(N2的情况)，这N次重复描点的幅值不同，但是这些点的在像素坐标系的横坐标都为i；

S2、在完成S1步骤后，当曲线在界面显示时，由于所有的点都使用同一种颜色的曲线，因此人眼观察到的现象是，在x＝i的垂直轴上，最高点和最低点幅值的连线将覆盖其他点之间的相互的连线，也就是说，只要连接最高点和最低点，那么和把x＝i上的所有点进行连线的效果在显示上是相同的；

S3、确定界面实时显示的更新频率以及确定界面实时显示的更新的像素区域宽度的大小，例如，显示界面的数据更新周期为t秒以及数据更新的区域像素宽度为L像素时；

S4、计算每个像素坐标横坐标会重复描点的次数，例如，按照S1～S3中实例重复次数N＝t×f/L；

S5、按采集到先后顺序将t秒内的总点数分成L组，第一组的像素坐标为1，第二组的像素坐标为2，依次类推，如果不能整除，则将多余点分配在这L组中，则每组的数据点的数量为N或N+1，在每组中分别算出最大值以及最小值，并将其他数据点舍弃，这样t×f个点就浓缩为2L个点，依然是L组，数据传输量及描点的数量就缩小了N/2倍，而且显示效果也不会失真。

优选的，所述在实际操作中，会保留一点冗余，比如按1.2×L组(其中1.2可以是其他大于1的数)，这样可以减少相邻像素点连线时的失真度，因为相邻像素点连线时不一定是最大值和最小值之间的连线，而经过稀疏处理后，全部变为最大值最小值之间的连线了，具体分组数量可根据效果及传输容量进行平衡。

优选的，所述在S1步骤中x＝i，且i＝T×f。