[发明专利]一种测量序列的彩色显示方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量数据的表示和显示方法，具体涉及利用信号处理对测量序列进行彩色显示的技术。

背景技术

测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。测量是对非量化实物的量化过程。测量的客体即测量对象主要指几何量，包括长度、面积、形状、高度和角度等。测量根据是否需要辅助计算而分为直接测量和间接测量。直接测量是指无需对被测量与其它实际测量进行一定函数关系的辅助计算而直接得到被测量值的测量。间接测量则是需要通过直接测量与被测参数有已知函数关系的其它量而得到该被测参数量值的测量。如游标高度尺直接测量被测物的高度属于直接测量；用发射一个波和接收一个反射波来测量反射波相对于发射波的延时，再由延时乘以波的速度计算出被测物体的高度，这种属于间接测量。直接测量适合小件和容易测量的场景；间接测量适合不方便用直接测量工具或者测量环境恶劣的场景，如油罐里面存油的高度。

测量出来的测量值需要存储、分析和显示，需要显示测量仪器，即是指能显示值的测量仪器。其显示可以是模拟的(连续或非连续)或数字的，可以是多个测量值同时显示，也可提供记录，如模拟电压表、数字频率计、千分尺等。测量仪器的显示，根据显示数据的维数，分为一维显示、二维显示、三维显示以及多维显示等。如随时间变化的气温值或一段语音可以用一维的波形来显示；一幅黑白图像是随着平面的二维坐标变化的，是一种二维显示；一段黑白视频既随着平面的二维坐标变化，也随着时间变化，所以是一种三维显示。测量序列经过分析之后可以对其特征进行显示，如对一维数据进行傅里叶变换分析可以得到频谱图，描述不同频率分量的大小，若对一维数据进行短时傅里叶变换分析可以得到语谱图，描述不同时间不同频率分量的大小。

测量序列的显示从颜色上来分可以分为黑白图、灰度图和彩色图。当直接以测量序列的值来进行显示，这些图的不一样归结为对测量序列的值的量化不一样。黑白图对测量序列的值只量化成两个等级，则一个等级的数值展示为黑色，另外余下的一个等级的数值展示为白色。用灰度表示的图像称作灰度图，对于8位的灰度图，则是把白色与黑色之间按对数关系分为2⁸＝256个等级(灰度)，测量序列的值归结到256个等级中的某一个，则展示这个等级的灰度。彩色图一般是对实际获得的含有色彩的测量序列的显示，即是这个测量序列本身就有颜色的数据，如彩色照片，就是对照片上每个像素点都用色彩来表示，色彩的表示可以用颜色的三基色[R红,G绿,B蓝]或者其它的Lab、YUV、HSI、HSV等颜色特征来表示。若是对没有含有色彩的测量序列进行彩色显示，一般是通过色带(色调的浓淡)对照来显示颜色。色带分成若干个等级，测量序列也分成同样的等级，每个等级对应一个颜色来显示。色带这样的对照其实没有颜色的含义。

前面提到的语谱图可以是灰度图也可以是彩色图，但是它不是直接对测量序列的值显示，而是显示经过分析后得到的频谱特征，是表示测量序列的频谱随时间变化的图形，其纵轴为频率，横轴为时间，任一给定频率成分在给定时刻的强弱(大小)用相应点的灰度来表示就是灰度图，若是用色调的浓淡来表示就是彩色图。

在实际的应用中，如在超声探测中测量序列的显示，早期的A型超声以反射波的一维波形来展示。后来发展起来的B型超声，以明暗不同的光点反映反射波的幅度的大小，在影屏上显示9～64个等级灰度的图像，强的反射波光点明亮，弱的反射波光点黑暗。彩超可以观测到的图像以红蓝两色为主，面向探头的血液流动标注红色，反之标注蓝色，颜色只是标注血液的流动情况，它其实是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒，而不是展示探测信号所携带的颜色特征。

颜色不一样其实是反射的色光不同。没有光就没有颜色，白光照在物体上会反射出红橙黄绿青蓝紫的色光，是因为白光中包含许多频率不同的色光，不同物体反射不同色光的反射率不同，我们看到草是绿的是因为草反射绿色的能力最强。黑色物体则是因为它吸收几乎所有频率的光，没有光反射时我们看到的就是黑色。这些色光不一样在于其波长不一样，波长不同引起人眼的颜色感觉不同。770～622nm(纳米)，感觉为红色；622～597nm，感觉为橙色；597～577nm，感觉为黄色；577～492nm，感觉为绿色；492～455nm，感觉为蓝靛色；455～390nm，感觉为紫色。波长不一样即是频率不一样，频率等于光速除以波长，因此颜色不同实质上是色光的频率不同。