CN113570496B - 一种波形数据高速缓存回显方法 - Google Patents

一种波形数据高速缓存回显方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于波形数据处理技术领域，尤其是一种波形数据高速缓存回显方法，包括：显示终端，用于显示波形二维图像；数据采集单元，用于拾取所述波形中任意二维参数Xi和Yi；处理器，用于处理和计算波形数据；数据库，用于存储或暂存经过所述处理器处理的波形数据；波形函数数据，经过所述处理器处理后的数据Xi和Yi；三维标度单元，用于将所述数据Xi和Yi进行三维标记；数据处理单元，用于处理所述三维标度单元标记后的数据，得出新的数据Xi和Yi。该波形数据高速缓存回显方法，通过设置三维标度单元，将波形数据在三维立体坐标系中进行三维标记，增加数据的存储类别，使得数据提前在数据库内做好线性相关联的分类计算。

Description

一种波形数据高速缓存回显方法
技术领域
本发明涉及波形数据处理技术领域，尤其涉及一种波形数据高速缓存回显方法。
背景技术
波形数据指的是在二维坐标系中使用函数y＝f(x)所对应坐标系中连续的点连在一起的线形图像。
在现有的波形数据在二维坐标系中显示出来的图形，有时需要改动某几个数据，以便于统计或预测变动后的数据走向，而当改变一两个数据值后，很容易造成整个波形图像遭受巨大变化，此时由于很难记住或知晓改变参数之前的数据，返回到改变参数之前的图形，就需要计算机做出大量计算才能返回到之前的波形图形。但是在计算机领域中，所有的数据都是采用二进制，即0或1，若需要计算机通过大量瞬时计算才能够快速的返回到修改前的状态，则需要对计算机配置做出很大的改进才能达到高速返回的效果，而计算机做瞬时计算时，占用的计算机瞬时内存以及对计算机的显示内存，都有不小的要求，有时可能会造成计算机死机。
发明内容
基于现有的波形数据高速缓存回显需要占用大量计算机内存而容易引起死机的技术问题，本发明提出了一种波形数据高速缓存回显方法。
本发明提出的一种波形数据高速缓存回显方法，包括：
显示终端，用于显示波形二维图像；
数据采集单元，用于拾取所述波形中任意二维参数Xi和Yi；
处理器，用于处理和计算波形数据；
数据库，用于存储或暂存经过所述处理器处理的波形数据；
波形函数数据，经过所述处理器处理后的数据Xi和Yi；
三维标度单元，用于将所述数据Xi和Yi进行三维标记；
数据处理单元，用于处理所述三维标度单元标记后的数据，得出新的数据Xi和Yi；
新的数据Xi和Yi经过数据缓存单元缓存再对应到所述二维参数后在所述显示终端上显示出来。
优选地，所述数据库内包含用于计算波形二维图像的波形函数集，所述波形函数集由波形函数y＝f(x)1，y＝f(x)2...y＝f(x)n组成，每种波形函数都一一对应一个波形二维图像。
通过上述技术方案，将构成波形图形的函数公式集合到数据库内，便于及时准确的调用。
优选地，所述三维标度单元包括对数据Xi和Yi进行三维标记的用于将数据Xi和Yi嵌入到低维空间中的局部线性嵌入单元，最后将数据Xi和Yi分别在三维坐标系中被标记出来，使得每个数据的特征被拆分后都由三个坐标系轴表示被标记出来。
通过上述技术方案，将数据集的一个小局部小块粘在一起构成数据链。
优选地，所述局部线性嵌入单元包括找出每个数据Xi和Yi的相邻数据点的邻近点，并构成数据Xi和Yi在各三维坐标系中对应的数据集合，找出数据Xi和Yi的邻近点并各设有前k个近的点：
对k个近的点进行计算每对点间的距离；
找到前k个小的距离；
对于前k个近的点以外的点，使得wij＝0；
对每个点xi：第一是对每个点创建一个近邻点的位置表zi，计算zi＝zi-xi。
通过上述技术方案，找出相邻数据点的位置，并列出位置表zi。
优选地，所述根据约束条件计算等式最小的权矩阵W：
计算局部协方差C＝ZZT，其中Z就是zi组成的矩阵；
利用CW＝I计算W，其中I是N*N单位矩阵；
对于非邻近点，令Wij＝0；
对设置其他元素。
通过上述技术方案，使得数据在三维坐标系空间中误差减小，重建误差。
优选地，所述计算使得等式最小的低维向量：
创建M＝(I-W)T(I-W)；
计算M的特征值和特征向量；
根据特征值的大小给特征向量进行排序；
对应于第q小的特征值，将向量y的第q行设置为第q+个特征向量，忽略特征值为的第一个特征向量。
通过上述技术方案，对数据库内的重组数据实现降维，多个数据实现三维体系的重组或排列组合，即，将一个数据组，根据要求，在三维坐标系内重新按排列组合的方式构成多个新数据组。
优选地，所述数据处理单元分别对数据Xi和Yi在各自三维坐标系中标记的数据进行处理，将数据Xi和Yi前后相邻的数据一并集中提出组成新的Xi和Yi，之后新数据Xi和Yi的集合点所构成的数据集即为二维波形图像中的波形线，所述数据处理单元由数据转化单元、数据解码单元和数据编码单元组成。
通过上述技术方案，将数据数据Xi和Yi前后相邻的数据一并集中提出组成新的Xi和Yi数据链。
优选地，所述数据转化单元，用于转化所述三维标度单元标记后所对应波形的数据Xi和Yi，所述数据转化单元采用二进制，将数据Xi和Yi转化成二值数据；
所述数据解码单元，将所述数据转化单元转化后的数据Xi和Yi进行解码；
所述数据编码单元，将经过所述数据解码单元解码后的数据重新进行编码，得出新的编码数据Xi和Yi。
通过上述技术方案，能够对数据做细致化的二进制转化、解码和重新编码的效果。
优选地，所述将新数据Xi和Yi的集合点所构成的二维波形图像使用数据缓存单元缓存后在显示终端上相应的波形线上显示出来。
通过上述技术方案，使得新数据Xi和Yi相关联的数据一起被临时集合在一起，便于处理器高速提取。
优选地，所述数据缓存单元设置于所述数据库内，为其提供缓存所需要的数据存储。
通过上述技术方案，增加数据库内存，以换取处理器的计算内存，降低了对处理器的要求。
本发明中的有益效果为：
通过设置三维标度单元，将波形数据在三维立体坐标系中进行三维标记，增加数据的存储类别，使得数据提前在数据库内做好线性相关联的分类计算，当需要回显时，计算机可通过计算内存瞬时调出预存在数据库内存内前后相关联的波形数据，即能达到计算牵引出一个波形数据组，就能够将其相关的线性数据一起带出来，以数据库的存储内存来换取计算机的计算内存。具体的理解方式，现有的计算方式好比多个珍珠放在同一个箱子里，计算机计算缓存回显如人的手一样，每次抓珍珠的颗数，是由手掌大小来决定的，即由计算机计算内存来决定，而设计三维标度的方法，就是在箱子里预先采用分类的方式，将相关联的珍珠使用一个线绳串起来，当需要拿取时，只需要拿取其中线绳的一头即可将跟线绳相关联的珍珠一并拿起，即将数据库内的数据预先按照一定线性关系进行分类，存储在数据库内，当需要缓存回显时，计算机的计算内存只需提取其中一组数据就能够将整个数据链一并带出。
附图说明
图1为本发明提出的一种波形数据高速缓存回显方法的原理框图；
图2为本发明提出的一种波形数据高速缓存回显方法的波形函数集框图。
图中：1、显示终端；2、数据采集单元；3、处理器；4、数据库；41、数据缓存单元；42、波形函数集；5、波形函数数据；6、三维标度单元；7、数据处理单元；71、数据转化单元；72、数据解码单元；73、数据编码单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种波形数据高速缓存回显方法，包括：
显示终端1，用于显示波形二维图像；
数据采集单元2，用于拾取波形中任意二维参数Xi和Yi；
处理器3，用于处理和计算波形数据；
数据库4，用于存储或暂存经过处理器3处理的波形数据；
进一步地，数据库4内包含用于计算波形二维图像的波形函数集42，波形函数集42由波形函数y＝f(x)1，y＝f(x)2...y＝f(x)n组成，每种波形函数都一一对应一个波形二维图像。
将构成波形图形的函数公式集合到数据库4内，便于及时准确的调用。
波形函数数据5，经过处理器3处理后的数据Xi和Yi；
三维标度单元6，用于将数据Xi和Yi进行三维标记；
进一步地，三维标度单元6包括对数据Xi和Yi进行三维标记的用于将数据Xi和Yi嵌入到低维空间中的局部线性嵌入单元，最后将数据Xi和Yi分别在三维坐标系中被标记出来，使得每个数据的特征被拆分后都由三个坐标系轴表示被标记出来。将数据集的一个小局部小块粘在一起构成数据链。
进一步地，局部线性嵌入单元被应用于处理非线性数据较多的地方，使得区域在指定范围内变小，进而使得误差尽可能减小，实现重建误差，这其中包括找出每个数据Xi和Yi的相邻数据点的邻近点，并构成数据Xi和Yi在各三维坐标系中对应的数据集合，找出数据Xi和Yi的邻近点并各设有前k个近的点：
-对k个近的点进行计算每对点间的距离；
-找到前k个小的距离；
-对于前k个近的点以外的点，使得wij＝0；
-对每个点xi：第一是对每个点创建一个近邻点的位置表zi，第二是计算zi＝zi-xi。
根据上述过程找出相邻数据点的位置，并列出位置表zi后进行计算zi＝zi-xi。
进一步地，局部线性嵌入单元还包括原始点和本数据重建点之间的距离平方和以及根据约束条件计算等式后最小的权矩阵W：
计算局部协方差C＝ZZT，其中Z就是zi组成的矩阵；
利用CW＝I计算W，其中I是N*N单位矩阵；
对于非邻近点，令Wij＝0；
对设置其他元素。
使得数据在三维坐标系空间中误差减小，重建误差。
权重Wij说明了第j个数据点对第i个重建的影响大小，决定着哪个点对重建的数据有用，若其他的点离得比较远，那么可能并不是非常有用，只有与当前数据点靠近的点才有用，此时，有两个常用的产生相邻点的方法：一是和当前点的距离小于预设定义的距离d的点为邻近点；二是前k个靠的近的点是邻近点。
解出权重Wij是一个最小二乘法的问题，可以通过加强限制条件来简化问题，即对任意一个点xi，若xi离当前点很远，那么Wij＝0并且这样就产生了一个重建的数据，但没有维度，因此，应用一个基本成本函数，根据确定在低维空间L维中点yi的位置使得达到等式/>最小的低维向量：
-创建M＝(I-W)T(I-W)；
-计算M的特征值和特征向量；
-根据特征值的大小给特征向量进行排序；
-对应于第q小的特征值，将向量y的第q行设置为第q+1个特征向量，忽略特征值为0的第一个特征向量。
对数据库4内的重组数据实现降维，多个数据实现三维体系的重组或排列组合，即，将一个数据组，根据要求，在三维坐标系内重新按排列组合的方式构成多个新数据组。
数据处理单元7，用于处理三维标度单元6标记后的数据，得出新的数据Xi和Yi；
进一步地，数据处理单元7分别对数据Xi和Yi在各自三维坐标系中标记的数据进行处理，将数据Xi和Yi前后相邻的数据一并集中提出组成新的Xi和Yi，之后新数据Xi和Yi的集合点所构成的数据集即为二维波形图像中的波形线，数据处理单元7由数据转化单元71、数据解码单元72和数据编码单元73组成。将数据数据Xi和Yi前后相邻的数据一并集中提出组成新的Xi和Yi数据链。
进一步地，数据转化单元71，用于转化三维标度单元6标记后所对应波形的数据Xi和Yi，数据转化单元71采用二进制，将数据Xi和Yi转化成二值数据；
数据解码单元72，将数据转化单元71转化后的数据Xi和Yi进行解码；
数据编码单元73，将经过数据解码单元72解码后的数据重新进行编码，得出新的编码数据Xi和Yi；能够对数据做细致化的二进制转化、解码和重新编码的效果。
新的数据Xi和Yi经过数据缓存单元41缓存再对应到二维参数后在显示终端1上显示出来。
进一步地，将新数据Xi和Yi的集合点所构成的二维波形图像使用数据缓存单元41缓存后在显示终端1上相应的波形线上显示出来；使得新数据Xi和Yi相关联的数据一起被临时集合在一起，便于处理器3高速提取。
进一步地，数据缓存单元41设置于数据库4内，为其提供缓存所需要的数据存储。增加数据库4内存，以换取处理器3的计算内存，降低了对处理器3的要求。
本发明将波形数据在三维立体坐标系中进行三维标记，增加数据的存储类别，使得数据提前在数据库4内做好线性相关联的分类计算，当需要回显时，计算机可通过计算内存瞬时调出预存在数据库4内存内前后相关联的波形数据，即能达到计算牵引出一个波形数据组，就能够将其相关的线性数据一起带出来，以数据库4的存储内存来换取计算机的计算内存。具体的理解方式，现有的计算方式好比多个珍珠放在同一个箱子里，计算机计算缓存回显如人的手一样，每次抓珍珠的颗数，是由手掌大小来决定的，即由计算机计算内存来决定，而设计三维标度的方法，就是在箱子里预先采用分类的方式，将相关联的珍珠使用一个线绳串起来，当需要拿取时，只需要拿取其中线绳的一头即可将跟线绳相关联的珍珠一并拿起，即将数据库4内的数据预先按照一定线性关系进行分类，存储在数据库4内，当需要缓存回显时，计算机的计算内存只需提取其中一组数据就能够将整个数据链一并带出，从而通过改变处理器3瞬时计算内存而实现高速缓存回显的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种波形数据高速缓存回显方法，其特征在于：包括：
显示终端（1），用于显示波形二维图像；
数据采集单元（2），用于拾取所述波形中任意二维参数和/>；
处理器（3），用于处理和计算波形数据；
数据库（4），用于存储或暂存经过所述处理器（3）处理的波形数据；
波形函数数据（5），经过所述处理器（3）处理后的数据和/>；
三维标度单元（6），用于将所述数据和/>进行三维标记；
所述三维标度单元（6）包括对数据和/>进行三维标记的用于将数据/>和/>嵌入到低维空间中的局部线性嵌入单元，最后将数据/>和/>分别在三维坐标系中被标记出来，使得每个数据的特征被拆分后都由三个坐标系轴表示被标记出来；
所述局部线性嵌入单元包括找出每个数据和/>的相邻数据点的邻近点，并构成数据/>和/>在各三维坐标系中对应的数据集合，找出数据/>和/>的邻近点并各设有前k个近的点：
对k个近的点进行计算每对点间的距离；
找到前k个小的距离；
对于前k个近的点以外的点，使得=0；
对每个点：第一是对每个点创建一个近邻点的位置表/>，计算/>=/>-/>；
数据处理单元（7），用于处理所述三维标度单元（6）标记后的数据，得出新的数据和；
所述数据处理单元（7）分别对数据和/>在各自三维坐标系中标记的数据进行处理，将数据/>和/>前后相邻的数据一并集中提出组成新的/>和/>，之后新数据/>和/>的集合点所构成的数据集即为二维波形图像中的波形线，所述数据处理单元（7）由数据转化单元（71）、数据解码单元（72）和数据编码单元（73）组成；
所述数据转化单元（71），用于转化所述三维标度单元（6）标记后所对应波形的数据和/>，所述数据转化单元（71）采用二进制，将数据/>和/>转化成二值数据；
所述数据解码单元（72），将所述数据转化单元（71）转化后的数据和/>进行解码；
所述数据编码单元（73），将经过所述数据解码单元（72）解码后的数据重新进行编码，得出新的编码数据和/>；
将新数据和/>的集合点所构成的二维波形图像使用数据缓存单元（41）缓存后在显示终端（1）上相应的波形线上显示出来；
新的数据和/>经过数据缓存单元（41）缓存再对应到所述二维参数后在所述显示终端（1）上显示出来。
2.根据权利要求1所述的一种波形数据高速缓存回显方法，其特征在于：所述数据库（4）内包含用于计算波形二维图像的波形函数集（42），所述波形函数集（42）由波形函数，/>.../>组成，每种波形函数都一一对应一个波形二维图像。
3.根据权利要求1所述的一种波形数据高速缓存回显方法，其特征在于：根据约束条件计算等式最小的权矩阵W：
计算局部协方差，其中Z就是/>组成的矩阵；
利用计算W，其中I是N*N单位矩阵；
对于非邻近点，令=0；
对设置其他元素。
4.根据权利要求3所述的一种波形数据高速缓存回显方法，其特征在于：计算使得等式最小的低维向量：
创建；
计算M的特征值和特征向量；
根据特征值的大小给特征向量进行排序；
对应于第q小的特征值，将向量y的第q行设置为第q+1个特征向量，忽略特征值为0的第一个特征向量；
其中，L为低维空间维度。
5.根据权利要求1所述的一种波形数据高速缓存回显方法，其特征在于：所述数据缓存单元（41）设置于所述数据库（4）内，为其提供缓存所需要的数据存储。
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