自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法
【专利摘要】本发明公开了自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，其包括以下步骤：1）图像导入；2）波形提取区域定位；3）设置波形输出幅度和点数限制；4）预处理；5）特征提取；6）数据处理。本发明技术解决了现有的任意波生成方式中的缺陷，提高了生成预设波形的工作效率。应用本发明，可以实现如下技术效果：1）很大程度上降低波形导入的复杂程度；2）消除手动绘画所带来的误差；3）不需要示波器和信号源必须匹配才能使波形数据格式兼容问题。
【专利说明】自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据识别、提取及转换技术；是关于信号源任意波数据生成及导入方式的改进，尤其是针对需要导入的波形是以图片格式存在的。
【背景技术】
[0002]原先的信号源类产品基本都有任意波型产生的功能，但是所有的信号源的任意波型都是通过特有的数据格式文件导入到信号源设备中，或者在信号源本身的设备上进行波形数据逐点编辑；其次是在PC机上使用波形生成工具绘画预设波形数据，然后生成指定格式的文件再导入到信号源设备中。
[0003]目前，现有的信号源都是通过指定的数据格式文件导入到信号源设备中，或者在信号源本身设备对所需的预设波形进行逐点编辑。但是在信号源编辑过于繁琐，而且生成的任意波形数据点数有限，所以很多任意波形都是通过PC机生成，然后再导入到信号源设备中；在目前PC机软件中都是以波形绘画生成波形数据文件，但是当波形时以图片格式存在的，就只能按照图片进行绘画，不仅绘画很麻烦，而且很难做到绘画的波形数据与图片上波形一致，这种方式的工作效率比较低。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提供一种自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法。为了解决上述问题，主要采用下述技术方案:图像输入、图像中波形区域定位、波形输出的幅度限制、图像预处理、特征提取、分类和匹配、生成任意波数据，其中预处理又可分为图像背景分离、图像归一化、图像灰度增强和细化等。本自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法是在原先的任意波生成方式和导入方式上进行的创造发明，其中所涉及的预设波形数据文件是通过一定的设定而形成的信号源的任意波数据文件。主要有两点:第一，新发明能够将任意的波形图像存放在外围存储设备，例如目前常用的存储介质等，然后将这些存储设备插入到信号源中，信号源能自动设别存储设备中的波形图像，并且自动转化为预设波形数据的文件，加载到信号源中，并且能输出当前加载的波形，供用户使用；第二，在PC机上通过预设波形生成软件导入波形图像，将自动识别图片中的波形，并且生成波形数据的格式文件再导入到信号源设备中，供用户使用。或者采用一个中转型的间接运行装置，连接存储介质与信号源设备，存储介质中的图片文件经其处理后直接导入到信号源设备中，供用户使用。
[0005]本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:
[0006]自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，其包括以下步骤:
[0007]I)图像导入:
[0008]采集波形图像保存为文件，存入存储介质中，再导入到运行装置中，进而导入到运行装置中的波形编辑软件中；(如果是采用信号源设备或者电脑作为运行装置，步骤I)为:将波形图像存放到存储介质，导入到信号源设备或者电脑中，进而所述导入到信号源设备或者电脑中的波形编辑软件中。其是图像识别的首要步骤。)
[0009]2)波形提取区域定位:
[0010]对当前显示的波形图像进行波形区域选择，或者，由波形编辑软件自动进行波形区域选择；在该波形图像上确定需要进行波形提取的区域；(如果是采用信号源设备或者电脑作为运行装置，所述步骤2)包括以下内容:在信号源设备中通过左右旋钮或左右方向键根据屏幕上的光标进行当前显示的波形图像的波形区域选择；或者在电脑上通过鼠标框选波形区域。)
[0011]选择波形的区域，有助于波形数据的准确提取，也可以选择自动波形区域选择。
[0012]3)设置波形输出幅度和点数限制:
[0013]当波形区域选择以后，设定所得到的波形数据输出的幅度，使其不超过目标设备的最大幅度值，并且设定当前波形量化成多少点数的波形；
[0014]4)预处理:
[0015]对选择的波形区域进行图像的预处理，弱化图像中的非波形信息，凸显出图像中的有效波形信息；
[0016]所述步骤4)具体包括:对选择的波形区域进行图像背景分离；对选择的波形区域进行图像灰度增强；对选择的波形区域进行图像归一化。为了减少后续算法的复杂度和提高效率，图像的预处理是必不可少的。其中背景分离是将图像区与背景分离，从而避免在没有有效信息的区域进行特征提取，加速后续处理的速度，提高图像特征提取和匹配的精度；图像灰度增强是把不均匀边界不清晰的图片转化成边界清晰，方便图像提取的图形；图像归一化是将图像从灰度图像转换为二种值图像。
[0017]5)特征提取:
[0018]用数值的形式将该图像所选择的波形区域的唯一性的波形特征表达出来；保留图像中波形的真实特征，滤除虚假特征；
[0019]特征提取负责把能够充分表示该图像唯一性的特征用数值的形式表达出来。尽量保留真实特征，滤除虚假特征。
[0020]6)数据处理:
[0021]将特征提取后的数据，进行滤波，通过算法保证波形数据无杂点，再将数据按照比例生成预设波形数据。
[0022]数据处理主要是将特征提取后的数据，进行滤波，通过特定的算法保证波形数据无杂点，再将数据按照特定的比例生成预设波形数据。其具体为:将特征提取后的数据，进行滤波，通过数学形态学滤波的算法保证波形数据无杂点，再将数据按照DAC的垂直分辨率的限制生成预设波形数据。
[0023]在有些情况下，提取的波形区域边缘也是由一些不连续的小像素组成的，如果这些边缘数据削弱过多将不利于后面的处理，所以在这里只要去除大小为1-2个点数据的噪声即可，这里主要采用数学形态学滤波去除小像素噪声，具体方法是将多个连续的波形点的值依次取平均值。
[0024]由于任意波的数据垂直分辨率为14位，所以生成的任意波数据不能超过14位的二进制的值，这里主要是采用数学计算方法实现，假设数组为Dx，D(i)为第i个数据，则计算出数组DDx的DD⑴方法为:
[0025]DD(i)=*D(i)。
[0026]其还包括以下步骤:
[0027]7)数据生成:
[0028]将数据处理后获得的预设波形数据生成任意波需要的格式文件，导入到信号源设备中去。
[0029]步骤I中的运行装置，有多种形式:
[0030]步骤I)中所述的运行装置，是信号源设备或者电脑，所述的波形编辑软件是预装于该信号源设备或者电脑中。所述的步骤I)中，当将信号源设备作为运行装置，存储的波形图像文件会自动加载到信号源设备中，直接使用波形数据文件；当将电脑作为运行装置时，需将电脑中生成的波形数据文件导入到信号源设备中。
[0031]步骤I)中的波形编辑软件设于间接运行装置中，该间接运行装置分别与存储介质和信号源设备相连接；将波形图像文件从存储介质导入到该间接运行装置进行处理后，再将获得的波形数据文件导入到信号源设备中。
[0032]所述的存储介质，是U盘。
[0033]本发明解决了现有的任意波生成方式中的缺陷，提高了生成预设波形的工作效率。主要解决的缺陷:1)电子工程师期望得到某个器件手册中的波形图，解决其按照手册中的波形图绘画的繁琐与绘画所带来的误差，并且很大的程度上提高工作效率。2)当示波器在测试某个电路时，遇到某个突发的波形，工程师需要这样的波形在信号源中再次出现，就需要与这个当前使用的示波器匹配的信号源实现无缝连接才能解决当前问题；如果使用本发明技术，只要将当前示波器所显示的波形保存为图片，通过外围存储设备把这个图片加载到具有本发明技术的信号源(相应运行装置)中，都能够识别并且能产生与示波器中一致的波形，而且用户可以设置当前波形的幅度和频率。
[0034]应用本发明技术，所能得到的好处:1)很大程度上降低波形导入的复杂程度；2)消除手动绘画所带来的误差；3)不需要示波器和信号源必须匹配才能使波形数据格式兼容问题。
[0035]下面结合附图与【具体实施方式】，对本发明进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0037]实施例:参见图1，本实施例提供的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，其包括以下步骤:
[0038]I)图像导入:
[0039]采集波形图像保存为文件，存入存储介质中，再导入到运行装置中，进而导入到运行装置中的波形编辑软件中；(如果是采用信号源设备或者电脑作为运行装置，步骤I)为:将波形图像存放到存储介质，导入到信号源设备或者电脑中，进而所述导入到信号源设备或者电脑中的波形编辑软件中。其是图像识别的首要步骤。)[0040]2)波形提取区域定位:
[0041]对当前显示的波形图像进行波形区域选择，或者，由波形编辑软件自动进行波形区域选择；在该波形图像上确定需要进行波形提取的区域；(如果是采用信号源设备或者电脑作为运行装置，所述步骤2)包括以下内容:在信号源设备中通过左右旋钮或左右方向键根据屏幕上的光标进行当前显示的波形图像的波形区域选择；或者在电脑上通过鼠标框选波形区域。)
[0042]选择波形的区域，有助于波形数据的准确提取，也可以选择自动波形区域选择。
[0043]3)设置波形输出幅度和点数限制:
[0044]当波形区域选择以后，设定所得到的波形数据输出的幅度，使其不超过目标设备的最大幅度值，并且设定当前波形量化成多少点数的波形；
[0045]4)预处理:
[0046]对选择的波形区域进行图像的预处理，弱化图像中的非波形信息，凸显出图像中的有效波形信息；
[0047]所述步骤4)具体包括:对选择的波形区域进行图像背景分离；对选择的波形区域进行图像灰度增强；对选择的波形区域进行图像归一化。为了减少后续算法的复杂度和提高效率，图像的预处理是必不可少的。其中背景分离是将图像区与背景分离，从而避免在没有有效信息的区域进行特征提取，加速后续处理的速度，提高图像特征提取和匹配的精度；图像灰度增强是把不均匀边界不清晰的图片转化成边界清晰，方便图像提取的图形；图像归一化是将图像从灰度图像转换为二种值图像。
[0048]5)特征提取:
[0049]用数值的形式将该图像所选择的波形区域的唯一性的波形特征表达出来；保留图像中波形的真实特征，滤除虚假特征；
[0050]特征提取负责把能够充分表示该图像唯一性的特征用数值的形式表达出来。尽量保留真实特征，滤除虚假特征。
[0051]6)数据处理:
[0052]将特征提取后的数据，进行滤波，通过算法保证波形数据无杂点，再将数据按照比例生成预设波形数据。
[0053]数据处理主要是将特征提取后的数据，进行滤波，通过特定的算法保证波形数据无杂点，再将数据按照特定的比例生成预设波形数据。其具体为:将特征提取后的数据，进行滤波，通过数学形态学滤波的算法保证波形数据无杂点，再将数据按照DAC的垂直分辨率的限制生成预设波形数据。
[0054]在有些情况下，提取的波形区域边缘也是由一些不连续的小像素组成的，如果这些边缘数据削弱过多将不利于后面的处理，所以在这里只要去除大小为1-2个点数据的噪声即可，这里主要采用数学形态学滤波去除小像素噪声，具体方法是将多个连续的波形点的值依次取平均值。
[0055]由于任意波的数据垂直分辨率为14位，所以生成的任意波数据不能超过14位的二进制的值，这里主要是采用数学计算方法实现，假设数组为Dx，D(i)为第i个数据，则计算出数组DDx的DD⑴方法为:
[0056]DD ⑴=*D(i)。[0057]其还包括以下步骤:
[0058]7)数据生成:
[0059]将数据处理后获得的预设波形数据生成任意波需要的格式文件，导入到信号源设备中去。
[0060]步骤I中的运行装置，有多种形式:
[0061]步骤I)中所述的运行装置，是信号源设备或者电脑，所述的波形编辑软件是预装于该信号源设备或者电脑中。所述的步骤I)中，当将信号源设备作为运行装置，存储的波形图像文件会自动加载到信号源设备中，直接使用波形数据文件；当将电脑作为运行装置时，需将电脑中生成的波形数据文件导入到信号源设备中。
[0062]步骤I)中的波形编辑软件设于间接运行装置中，该间接运行装置分别与存储介质和信号源设备相连接；将波形图像文件从存储介质导入到该间接运行装置进行处理后，再将获得的波形数据文件导入到信号源设备中。
[0063]所述的存储介质，是U盘。
[0064]本发明解决了现有的任意波生成方式中的缺陷，提高了生成预设波形的工作效率。主要解决的缺陷:1)电子工程师期望得到某个器件手册中的波形图，解决其按照手册中的波形图绘画的繁琐与绘画所带来的误差，并且很大的程度上提高工作效率。2)当示波器在测试某个电路时，遇到某个突发的波形，工程师需要这样的波形在信号源中再次出现，就需要与这个当前使用的示波器匹配的信号源实现无缝连接才能解决当前问题；如果使用本发明技术，只要将当前示波器所显示的波形保存为图片，通过外围存储设备把这个图片加载到具有本发明技术的信号源(相应运行装置)中，都能够识别并且能产生与示波器中一致的波形，而且用户可以设置当前波形的幅度和频率。
[0065]以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，其包括以下步骤: 1)图像导入: 采集波形图像保存为文件，存入存储介质中，再导入到运行装置中，进而导入到运行装置中的波形编辑软件中； 2)波形提取区域定位: 对当前显示的波形图像进行波形区域选择，或者，由波形编辑软件自动进行波形区域选择；在该波形图像上确定需要进行波形提取的区域； 3)设置波形输出幅度和点数限制: 当波形区域选择以后，设定所得到的波形数据输出的幅度，使其不超过目标设备的最大幅度值，并且设定当前波形量化成多少点数的波形； 4)预处理: 对选择的波形区域进行图像的预处理，弱化图像中的非波形信息，凸显出图像中的有效波形信息； 5)特征提取: 用数值的形式将该图像所选择的波形区域的唯一性的波形特征表达出来；保留图像中波形的真实特征，滤除虚假特征； 6)数据处理: 将特征提取后的数据，进行滤波，通过算法保证波形数据无杂点，再将数据按照比例生成预设波形数据。
2.根据权利要求1所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，其还包括以下步骤: 7)数据生成: 将数据处理后获得的预设波形数据生成指定格式的文件，导入到信号源设备中去。
3.根据权利要求1所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，步骤I)中所述的运行装置，是信号源设备或者电脑，所述的波形编辑软件是预装于该信号源设备或者电脑中。
4.根据权利要求3所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，所述的步骤I)中，当将信号源设备作为运行装置，存储的波形图像文件会自动加载到信号源设备中，直接使用波形数据文件；当将电脑作为运行装置时，需将电脑中生成的波形数据文件导入到信号源设备中。
5.根据权利要求3所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，所述步骤2)还包括以下内容:在信号源设备中通过左右旋钮或左右方向键根据屏幕上的光标进行当前显示的波形图像的波形区域选择；或者在电脑上通过鼠标框选波形区域。
6.根据权利要求1所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，步骤I)中的波形编辑软件设于间接运行装置中，该间接运行装置分别与存储介质和信号源设备相连接；将波形图像文件从存储介质导入到该间接运行装置进行处理后，再将获得的波形数据文件导入到信号源设备中。
7.根据权利要求6所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，所述的存储介质，是U盘。
8.根据权利要求1所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括:对选择的波形区域进行图像背景分离；对选择的波形区域进行图像灰度增强；对选择的波形区域进行图像归一化。
9.根据权利 要求1所述的自动将波形图像文件转换成预设波形数据文件的方法，其特征在于，所述步骤6)具体包括以下内容:将特征提取后的数据，进行滤波，通过数学形态学滤波的算法保证波形数据无杂点，再将数据按照DAC的垂直分辨率的限制生成预设波形数据。
【文档编号】G06K9/54GK103455607SQ201310398655
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】王量, 孙乔, 童月雷 申请人:优利德科技(中国)有限公司