CN110046435B - 一种集成数字滤波谐波显示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成数字滤波谐波显示方法及系统，该方法包括：对原始波形数据进行采样，获取采样数据；对采样数据进行傅里叶变换，获得原始波形数据的谐波数据；将谐波数据在用户界面的显示区域显示为柱状图；根据输入模块在柱状图上以及在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；在原始波形数据经过滤波后将波形数据在用户界面的查看区域显示。该方案解决了加载效率低、使用不便的问题，提高了加载效率，提高了体验效果，使用更为方便。

Description

一种集成数字滤波谐波显示方法及系统

技术领域

本发明涉及滤波谐波技术领域，尤其是一种集成数字滤波谐波显示方法及系统。

背景技术

根据法国数学家傅里叶的发现，任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示。很多情况下，我们接触到的信号都是周期的，即可以用无穷多个频率的波的和来表示，这个过程我们称之为傅里叶变换，分析出来的这些频率的波我们称之为谐波。滤波则是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。是根据观察某一随机过程的结果，对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。数字信号的滤波在信号处理中比较常见，电测量信号处理，声音处理，地震监测等领域都需要对传感器采集上来的数字信号进行滤波分析。

滤波可以分为高通滤波，低通滤波，带通滤波，带阻滤波等。其中高通滤波是指高频信号能正常通过，而低于下限截止频率的低频信号则被阻隔、减弱。低通滤波是指低频信号能正常通过，而超过上限截止频率的高频信号则被阻隔、减弱。带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波，即容许频率低于上限截止频率和高于下限截止频率的信号的通过。带阻滤波器减弱(或减少)一定频率范围信号,但容许频率低于下限截止频率和高于上限截止频率的信号的通过。

滤波器的种类繁多，包括巴特沃斯滤波器，切比雪夫滤波器，贝塞尔滤波器，椭圆滤波器等。数字信号的滤波一般使用Matlab与C#，C++，Labview等语言平台混合编程的方式，各种滤波的算法都是由Matlab提供。但是MatLab混合编程时首次加载需要加载MCR，即MATLAB Compiler Runtime，Matlab编译运行时库，10000个采样点首次加载需耗时3秒以上，效率较低。Matlab提供的滤波算法的参数复杂，需要熟练使用matlab，并且需要熟悉各种滤波算法的使用方法，甚至需要大量时间研究学习每一种算法的原理。NationalInstruments控件也有做这一类滤波器的整合，它的National Instruments.Analysis.Professional库提供了数十种滤波算法，不过它是以类的方式提供，参数说明等资料较少，没有可视化滤波控件提供，使用困难，不便于初学者或者用户使用。National Instruments控件每一种算法都以类的形式实现，每种滤波算法都为一个类相当于一个组件模块，使用不够方便，需要比较专业的软件技术人员才懂得使用。行业内现在没有既全面又易用的集成滤波控件。

发明内容

本发明提供一种集成数字滤波谐波显示方法及系统，用于克服现有技术中加载效率低、使用不便等缺陷，提高加载效率，集成多种滤波算法，且实现了可视化操作，使用方便灵活，提升了用户体验。

为实现上述目的，本发明提出一种集成数字滤波谐波显示方法，包括：

对原始波形数据进行采样，获取采样数据；

对采样数据进行傅里叶变换，获得原始波形数据的谐波数据；

将谐波数据在用户界面的显示区域显示为柱状图；

根据输入模块在柱状图上以及输入模块在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；

根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；

将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示。

为实现上述目的，本发明还提供一种集成数字滤波谐波显示系统，包括：

采样模块，用于对原始波形数据进行采样，获取采样数据；

变换模块，用于对采样数据进行傅里叶变换，获得采样数据的谐波数据；

显示模块，用于在用户界面的显示区域显示原始波形数据的采样数据，还用于将谐波数据显示为柱状图；

参数模块，用于根据输入模块在柱状图上以及输入模块在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；

卷积模块，用于根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；

所述显示模块，还用于将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示。

本发明提供的集成数字滤波谐波显示方法及系统，首先通过软件的数据接口能够接收原始波形数据，通过采样器即采样模块能够对原始波形数据进行采样，获得采样数据，然后通过现有的波形控件根据采样数据显示原始波形在用户界面的查看区域，便于用户观察原始波形；然后再通过波形控件把原始波形采样数据傅里叶变换呈傅里叶级数视图即柱状图，在这个视图上去选择频率区间，通过National Instruments提供的滤波算法滤波后就可以得到指定频率区间的波形，查看区域中的原始波形变化为滤波后的波形；上述数据处理过程中，仅需要两步调用步骤，第一步调用波形控件显示柱状图，第二步调用滤波算法进行卷积运算并显示过滤波形；上述数据处理流程通过以下具体方式实现：集成C#和National Instruments控件以及FFTW3控件，通过FFTW3控件把原始波形采样数据傅里叶变换成傅里叶级数视图即柱状图，在这个视图上去选择频率区间，通过NationalInstruments控件来滤波后就可以得到指定频率区间的波形。本发明通过在Winform平台下的一体化集成控件，集成了傅里叶级数谐波数据显示，滤波器选择，上下限截止频率等滤波参数可视化选择，以及波形显示的集成数字滤波谐波显示控件，集成化程度高，参数可选择，操作灵活，使用方便。其中C#和National Instruments控件同为NetFramwork平台，访问没有限制，FFTW3控件为C++平台，C#访问C++平台没有延时，效率性能良好，优于Matlab混合编程时的MCR加载效率。本控件集成National Instruments控件提供的滤波算法，调用步骤只需两步，比Matlab提供的算法要简单的多。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为发明实施例一提供的数字滤波谐波显示方法及系统的具体实施方式中波形输入及其频域分析及滤波参数选择的界面示意图一；

图2为图1中频率区间选择及滤波输出的界面示意图；

图3为本发明实施例一的具体实施方式中输入波形及其频域分析、滤波参数选择的界面示意图二；

图4为图3中采用切比雪夫滤波器，频率下限为25Hz,低通滤波器效果展示；

图5为图3中采用切比雪夫滤波器，频率上限为50Hz的情况下，高通滤波器效果展示；

图6为图3中采用切比雪夫滤波器，频率下限为25Hz,频率上限为50Hz的情况下，带通滤波器效果展示；

图7为图3中采用切比雪夫滤波器，频率下限为25Hz,频率上限为50Hz的情况下，带阻滤波器效果展示。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种集成数字滤波谐波显示方法及系统。

实施例一

请参照图1-7，本发明提出一种集成数字滤波谐波显示方法，包括：

S1，对原始波形数据进行采样，获取采样数据，并在用户界面的显示区域显示；

采样点是一系列随时间变化的点，用图形表示为时域频谱图，横坐标是时间，纵坐标是振幅，采样频率越高，采样数据越接近原始波形；

S2，对采样数据进行傅里叶变换，获得原始波形数据的谐波数据；

通过FFTW3控件对输入的原始波形进行傅里叶变换，获得原始波形的谐波数据；谐波数据包括峰峰值数组、相位数组和谐波频率数组；

S3，将谐波数据在用户界面的显示区域显示为柱状图；

参见图1，下半部分为查看区域，显示为一组原始波形数据的采用数据，具体为时域频谱图，上半部分为显示区域，显示为谐波数据，通过National Instruments模块的WaveformGraph控件对采样数据进行傅里叶变换获得的傅里叶级数视图获得，视图即为柱状图，柱状图以谐波的次数为横坐标，以谐波的峰峰值为纵坐标；具体的做法是调用FFTW3控件的FFTSingleD的方法，传入原始波形，采样率，输出峰峰值数组，相位数组，频率数组，其中数组的索引为谐波次数。WaveformGraph控件为波形显示控件，设置其显示为柱状图，调用其传参的接口PlotY，传入峰峰值数组，即可得到谐波数据柱状图；以所述峰峰值数组作为纵坐标，以零为起点，间值为1调用National Instruments的WaveformGraph控件的PlotY方法，形成柱状图以展示谐波波形。

S4，根据输入模块在柱状图上以及输入模块在在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；

通过移动谐波数据的柱状图界面中的两条游标确定的上限截止频率和下限截止频率及通过下拉框或下拉菜单的方式分别选择的滤波参数；这里的输入模块可以是键盘或鼠标或触控组件等电子器件；

S4中所述根据输入模块在柱状图上的选择获取滤波参数的步骤包括：

S41a,所述柱状图上具有能够随屏幕游标在柱状图上沿横坐标方向移动的纵向游标；参见图1，在柱状图上生成两个纵向游标，其中按照图1所示方向位于左侧的纵向游标为频率下限游标，位于右侧的纵向游标为频率上限游标，两个纵向游标分别能在屏幕游标的操作下移动到指定的位置，对应选择截止频率下限和截止频率上限；

S41b,根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内向纵向游标所在位置移动；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标当前位置信息与最终位置信息的比较结果；用户操控输入模块，输入模块会将位置地址或位置坐标存与存储器内，比较器通过调用输入模块的位置坐标与可移动区域的位置坐标并进行比较从而控制屏幕游标在输入区域内移动，能够将屏幕游标放在其中一个纵向游标上，此时屏幕游标的水平坐标与纵向游标的水平坐标相同；原理与通过鼠标控制游标在显示屏上移动相似。

S41c,在屏幕游标与纵向游标水平位置相同时，根据输入模块的输出信号将纵向游标水平位置信息与屏幕游标水平位置信息关联，并连同比较器输出信号共同控制纵向游标随屏幕游标移动；在判断屏幕游标与纵向游标水平位置是否相同时，所述比较器输出信号用于描述屏幕游标的当前位置信息与纵向游标的当前位置信息的比较结果；在控制纵向游标随屏幕游标移动的过程中，比较器输出信号用于描述屏幕游标当前水平位置信息与可移动区域内(屏幕游标和纵向游标两者中取区域边界值小的哪个)终点位置信息，原理与步骤S41b相同，在发明一实施例中，例如：用户通过肉眼识别，两个游标水位位置相同，触发输入模块输出关联控制信号，此时比较器比较屏幕游标的当前位置信息与纵向游标的当前位置信息，在两者水平位置信息(水平位置地址)相同时，将两者水平位置信息关联，此时输入模块移动或输出移动控制信号，被关联的纵向游标会随着屏幕游标一起移动；否则，当比较器比较屏幕游标的当前位置信息与纵向游标的当前位置信息，在两者水平位置信息(水平位置地址)不相同时，在触发输入模块输出关联控制信号时，并不会将两者水平位置信息关联，纵向游标也不会随着屏幕游标的移动而移动；下面通过一个具体实施例进行说明：

在屏幕游标与纵向游标水平位置相同时即比较器比较屏幕游标的当前位置信息与纵向游标的当前位置信息，在两者水平位置信息(水平位置地址)相同，点击并持续触发鼠标左键，将纵向游标与屏幕游标的水平位置信息关联，同时移动屏幕游标时会拖动纵向游标随之一起在横坐标方向移动，例如：拖动频率下限游标随屏幕游标一起移动到25Hz所在位置，松开鼠标左键，控件获取25Hz作为截止频率下限，参见图2；在此操作过程中，作为输入模块的鼠标点击左键时，输出信号将频率下限游标的当前位置坐标与屏幕游标的位置坐标关联，此时在屏幕游标在移动的过程中，比较器的输出信号控制屏幕游标与频率下限游标仅能在水平方向移动，即比较的是屏幕游标当前水平位置与最终水平位置坐标，同样操作截止频率上限；

S41d,根据输入模块输出信号及纵向游标的最终位置信息映射在柱状图横向坐标上的标定参数获得滤波参数；所述滤波参数包括截止频率。松开鼠标左键时，输出信号触发控件获取柱状图上频率下限游标所在位置映射在柱状图的水平坐标(横向坐标)的标定参数25Hz作为截止频率下限；获取截止频率上限的过程同上，不再赘述；S4中，所述根据输入模块在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数的步骤包括：

S41A，根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内的各下拉菜单上移动并选择；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标当前位置信息与最终位置信息的比较结果；参见图1，通过鼠标等输入模块在输入区域中滤波器右侧的窗口中点击右端的对勾，在窗口下方显示下拉菜单，下拉菜单中汇集了National Instruments控件中各种类的滤波器算法，例如：巴特沃斯、切比雪夫、反转切比雪夫、反转切比雪夫巴特沃斯、椭圆、贝塞尔等滤波器，如果点击类型右侧窗口中的对勾，则下拉菜单中汇集了滤波器类型,例如：高通、低通、带通、带阻等，如果点击阶数右侧窗口中的对勾，则下拉菜单显示：1、2、3……自然数，表示滤波算法的运算阶数；

S41B，在检测到下拉菜单上的目标选项被选中时，将所述目标选项配置为选中状态；鼠标点击下拉菜单中的某一个选项，则该选项作为目标选项通过状态的配置显示在对应的窗口中；

S41C，提取处于选中状态的所述目标选项所对应的参数，获得滤波参数；所述滤波参数包括：滤波器类型、滤波器种类、滤波计算阶数。控件在运算过程中会提取这些窗口中目标选项所对应的滤波参数，控制运算过程；

通过移动谐波数据的柱状图界面中的两条游标确定的上限截止频率和下限截止频率及通过下拉框的方式分别选择的滤波参数；对输入的波形通过National Instruments进行滤波；所述滤波参数包括滤波器种类、滤波算法及滤波阶数；

在谐波频率数组里找到两条游标对应位置的频率分别作为下限截止频率和上限截止频率；根据界面滤波器选择下拉框选择，确定滤波器种类，通过滤波算法下来框选择，确定滤波算法，以及界面输入框输入阶数，如图1、图2的顶部所示。

S5，根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；对输入的波形通过National Instruments进行滤波；图1是原始波形，这里用10Hz的方波信号举例，图2下部的波形图为选用切比雪夫低通滤波器，频率下限为25Hz，10阶运算对图1的原始波形进行滤波后的波形图。

所述滤波算法分类表中，按照每一滤波器类型所涵盖的滤波器种类进行划分；所述滤波器类型包括高通、低通、带通和带阻；所述滤波器种类包括：巴特沃斯、切比雪夫、反转切比雪夫、反转切比雪夫巴特沃斯、椭圆、贝塞尔；这里的映射关系就是指的下拉菜单选择的滤波种类，滤波方法，与滤波算法之间的关系。比如界面选择了滤波种类为切比雪夫，滤波方法为带通，则映射子模块切比雪夫带通滤波器，其余的另外种映射关系也如上文所述。集成在National Instruments模块中的滤波算法分为以下二十种：巴特沃斯高通滤波，巴特沃斯低通滤波，巴特沃斯带通滤波，巴特沃斯带阻滤波，切比雪夫高通滤波，切比雪夫低通滤波，切比雪夫带通滤波，切比雪夫带阻滤波，反转切比雪夫高通滤波，反转切比雪夫巴特沃斯低通滤波，反转切比雪夫巴特沃斯带通滤波，反转切比雪夫巴特沃斯带阻滤波，椭圆高通滤波，椭圆低通滤波，椭圆带通滤波，椭圆带阻滤波，贝塞尔高通滤波，贝塞尔低通滤波，贝塞尔带通滤波，贝塞尔带阻滤波。步骤S5具体包括：

S51，根据所述滤波器类型、滤波器种类与滤波算法分类表的映射关系，确定滤波算法；继续参见图1，在滤波器类型选择为低通，滤波器种类选择为切比雪夫时，则对应的滤波算法为切比雪夫低通滤波算法；

S52，根据滤波算法及滤波截止频率、滤波计算阶数对原始波形数据与原始波形的谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据。波形数据输入波形显示控件接口，显示的波形参见图1中下半部分(查看区域)中的正弦波；

S6，在原始波形数据经过滤波后将波形数据在用户界面的查看区域显示。

查看区域中随时根据波形显示控件输出的波形数据显示，例如在图1中，由于仅仅选择了截止频率下限，还未进行滤波运算，则在查看区域中仅显示的原始波形数据采样数据中低于截止频率下限的采样数据；在进行完步骤S5的滤波运算后，则在查看区域中显示滤波后的波形图，参见图2中下半部分波形图。具体步骤包括：

S61，原始波形数据未经过滤波算法进行滤波时，将原始波形数据的采样数据在用户界面的查看区域显示；

S62，原始波形数据经过滤波算法进行滤波时，将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示。

滤波后的波形通过National Instruments的WaveformGraph控件显示。参见图2的下半部分；调用National Instruments的National Instruments.Analysis.Professional的对应的滤波算法，输入原始波形数据，上限截止频率，下限截止频率，阶数。输出滤波的结果波形。将滤波结果波形调用National Instruments的WaveformGraph控件的PlotY方法，展示波形。

通过谐波数据柱状图的频率上限游标和频率下限游标的位置以及FFTW3输出的频率数组，确定滤波的频率上限和频率下限。通过界面选择的滤波器类型和滤波算法类型，调用其对应的子模块的滤波算法FilterData，输入原始波形，界面提供的阶数，频率上限，频率下限。输出滤波后的波形数据。调用WaveformGraph的PlotY方法，传入输出的滤波后的波形数据，即可展示滤波后的波形图像。

将傅里叶级数视图显示、按照滤波器种类对National Instruments提供的滤波算法进行集成、将上限截止频率和下限截止频率可视化选择、以及波形显示均集成在Winform平台下；具体包括：原始波形数据以双精度浮点数组保存，通过傅里叶变换，形成新的三个长度相等的数组，分别是谐波峰峰值数组，谐波频率数组，谐波相位数组。以谐波频率数组为X轴，谐波峰峰值数组为Y轴形成谐波柱状图，通过在谐波柱状图上拖动上限频率，下限频率两个游标的方式，确定滤波的上限截止频率和下限截止频率。通过下拉菜单对的滤波类型，种类，阶数的选择，调用对应的滤波算法，形成新的长度等于原始波形数据数组的双精度浮点数组，并将其绘制在界面上，即可得到滤波后的波形。

普通的软件技术人员接触滤波算法需要花大量的时间研究其原理，数十种滤波算法每个研究一遍然后分析哪种方法最符合需求不太现实。本发明实施例通过拖拽到自己的应用程序中，通过集成在Winform平台下的一个集成了傅里叶级数显示，滤波器选择，上下限截止频率可视化选择，以及波形显示的集成数字滤波谐波显示控件就能掌握上十种滤波算法的使用，以便研究比对，新手程序员也能够快速完成原理复杂的滤波功能。既可以由程序研发人员来确定滤波算法的选择，也可以提供给最终用户对比数据。可以极大的提升研发效率和最终用户的体验。且滤波的需求文字描述又很简单，提供原始波形，上限截止频率，下限截止频率，即可展示出滤波后的效果。

下面对Winform平台的集成步骤的具体实施进行详细说明:

安装Visual Studio 2010,注册许可，为Windows应用程序开发创建Visual C#语言环境；安装NI_Measurement_Studio_2010_for_VS2010，注册许可，搭建NI控件库；Studio2010新建“Windows窗体用户界面应用程序项目目录”：

将NI控件库中的FilterAndFFT.dll文件、FilterExtension.dll文件、Libfftw3-3.dll文件共三个文件放入debug目录下；

将平台改为.NetFramework4.0；

添加NI控件的引用；

NI波形控件的引用也对应添加；

在公共控件上右键单击，在弹出的菜单上左键单击选择项；

左键单击“浏览”，弹出文件选择框；

找到FilterExtension.dll后左键单击单开；

在工具栏新增FFTWaveShow控件(由NI控件库自带)，拖拽入winform窗体即可使用；完成Winform平台下各显示窗口的集成；基于C#和National Instruments以及FFTW3，在Winform平台下一个集成了傅里叶级数显示，滤波器选择，上下限截止频率可视化选择，以及波形显示的集成数字滤波谐波显示控件。

传入原始波形，选择滤波器类型，种类，阶数，参见图1；

滑动选择白色的游标(下限截止频率)和红色的游标(上限截止频率)后，左键单击“应用”即可滤波，参见图2。

以下为信号输入的方法介绍：

其中参数定义如下：

下面通过实施例一的方法对另一组原始波形进行滤波：

原始波形参见图3中下半部分，经过对原始波形进行傅里叶变换后获得谐波数据，参见图3中上半部分，通过对图3中位于顶端的滤波器、类型、阶数后的选择框内的滤波参数分别进行选择，可以显示不同的滤波波形：

例如：切比雪夫滤波器、低通滤波类型、阶数为10，频率下限为25Hz,滤波波形参见图4中下半部分；

例如：切比雪夫滤波器、高通滤波类型、阶数为10，频率上限为50Hz，滤波波形参见图5中下半部分；

例如：切比雪夫滤波器、带通滤波类型、阶数为10，频率下限为25Hz,频率上限为50Hz，滤波波形参见图6中下半部分；

例如：切比雪夫滤波器、带阻滤波类型、阶数为10，频率下限为25Hz,频率上限为50Hz，滤波波形参见图7中下半部分。

实施例二

在实施例一的基础上，本发明还提供一种集成数字滤波谐波显示系统，包括：

采样模块，用于对原始波形数据进行采样，获取采样数据；

变换模块，用于对采样数据进行傅里叶变换，获得采样数据的谐波数据；

显示模块，用于在用户界面的显示区域显示原始波形数据的采样数据，还用于将谐波数据显示为柱状图；

参数模块，用于根据输入模块在柱状图上以及在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；

卷积模块，用于根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；

所述显示模块，还用于在原始波形数据滤波后将波形数据在用户界面的查看区域显示。

优选地，所述参数模块包括截止频率模块和计算参数模块；

所述显示模块，还用于在所述柱状图上显示具有能够随屏幕游标在柱状图上沿横坐标方向移动的纵向游标；

所述截止频率模块包括：

屏幕游标控制子模块，用于根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内移动；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标当前位置信息与最终位置信息的比较结果；

纵向游标控制子模块，用于根据输入模块的输出信号及比较器输出信号控制纵向游标随屏幕游标移动；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标的当前位置信息与纵向游标的当前位置信息的比较结果；

截止频率子模块，用于根据输入模块放大输出信号及纵向游标的最终位置信息映射在柱状图横向坐标上的标定参数获得滤波参数；所述滤波参数包括截止频率。

优选地，所述屏幕游标控制子模块，还用于根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内的各下拉菜单上移动并选择；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标当前位置信息与最终位置信息的比较结果；

所述计算参数模块包括：

选择子模块，用于在检测到下拉菜单上的目标选项被选中时，将所述目标选项配置为选中状态；

提取子模块，用于提取处于选中状态的所述目标选项所对应的参数，获得滤波参数；所述滤波参数包括：滤波器类型、滤波器种类、滤波计算阶数。

优选地，所述卷积模块包括：

算法获取子模块，用于根据所述滤波器类型、滤波器种类与滤波算法分类表的映射关系，确定滤波算法；

卷积运算子模块，用于根据滤波算法及滤波截止频率、滤波计算阶数对原始波形数据与原始波形的谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据。

优选地，所述显示模块包括：

第一显示子模块，用于在原始波形数据未经过滤波算法进行滤波时，将原始波形数据的采样数据在用户界面的查看区域显示；

还用于在原始波形数据经过滤波算法进行滤波时，将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示；

第二显示子模块，用于提取原始波形数据、采样参数、谐波数据并将柱状图显示于显示区域。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种集成数字滤波谐波显示方法，其特征在于，包括：

对原始波形数据进行采样，获取采样数据；

对采样数据进行傅里叶变换，获得原始波形数据的谐波数据；

将谐波数据在用户界面的显示区域显示为柱状图；

根据输入模块在柱状图上以及输入模块在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；

根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；

将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示；

所述柱状图上具有能够随屏幕游标在柱状图上沿横坐标方向移动的纵向游标；

根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内向纵向游标所在位置移动；在屏幕游标与纵向游标水平位置相同时，根据输入模块的输出信号将纵向游标水平位置信息与屏幕游标水平位置信息关联后，连同比较器输出信号共同控制纵向游标随屏幕游标移动；

根据输入模块放大输出信号及纵向游标的最终位置信息映射在柱状图横向坐标上的标定参数获得滤波参数；所述滤波参数包括截止频率。

2.如权利要求1所述的集成数字滤波谐波显示方法，其特征在于，所述根据输入模块在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数的步骤包括：

根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内的各下拉菜单上移动并选择；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标当前位置信息与最终位置信息的比较结果；

在检测到下拉菜单上的目标选项被选中时，将所述目标选项配置为选中状态；

提取处于选中状态的所述目标选项所对应的参数，获得滤波参数；所述滤波参数包括：滤波器类型、滤波器种类、滤波计算阶数。

3.如权利要求2所述的集成数字滤波谐波显示方法，其特征在于，所述根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据的步骤包括：

根据所述滤波器类型、滤波器种类与滤波算法分类表的映射关系，确定滤波算法；

根据滤波算法及滤波截止频率、滤波计算阶数对原始波形数据与原始波形的谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据。

4.如权利要求1~3任一项所述的集成数字滤波谐波显示方法，其特征在于，所述将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示的步骤包括：

原始波形数据未经过滤波算法进行滤波时，将原始波形数据的采样数据在用户界面的查看区域显示；

原始波形数据经过滤波算法进行滤波时，将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示。

5.一种集成数字滤波谐波显示系统，其特征在于，包括：

采样模块，用于对原始波形数据进行采样，获取采样数据；

变换模块，用于对采样数据进行傅里叶变换，获得采样数据的谐波数据；

显示模块，用于在用户界面的显示区域显示原始波形数据的采样数据，还用于将谐波数据显示为柱状图；

参数模块，用于根据输入模块在柱状图上以及输入模块在用户界面中输入区域上的选择分别获取滤波参数；

卷积模块，用于根据滤波参数与滤波算法分类表的映射关系确定滤波算法，根据该滤波算法将原始波形数据与谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据；

所述显示模块，还用于将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示；所述柱状图上具有能够随屏幕游标在柱状图上沿横坐标方向移动的纵向游标；根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内向纵向游标所在位置移动；在屏幕游标与纵向游标水平位置相同时，根据输入模块的输出信号将纵向游标水平位置信息与屏幕游标水平位置信息关联后，连同比较器输出信号共同控制纵向游标随屏幕游标移动；根据输入模块放大输出信号及纵向游标的最终位置信息映射在柱状图横向坐标上的标定参数获得滤波参数；所述滤波参数包括截止频率。

6.如权利要求5所述的集成数字滤波谐波显示系统，其特征在于，所述参数模块包括截止频率模块和计算参数模块；

所述显示模块，还用于在所述柱状图上显示具有能够随屏幕游标在柱状图上沿横坐标方向移动的纵向游标；

所述截止频率模块包括：

屏幕游标控制子模块，用于根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内向纵向游标所在位置移动；

纵向游标控制子模块，用于在屏幕游标与纵向游标水平位置相同时，根据输入模块的输出信号将纵向游标水平位置信息与屏幕游标水平位置信息关联后，连同比较器输出信号共同控制纵向游标随屏幕游标移动；

截止频率子模块，用于根据输入模块放大输出信号及纵向游标的最终位置信息映射在柱状图横向坐标上的标定参数获得滤波参数；所述滤波参数包括截止频率。

7.如权利要求6所述的集成数字滤波谐波显示系统，其特征在于，所述屏幕游标控制子模块，还用于根据输入模块的输出信号和比较器输出信号控制屏幕游标在输入区域内的各下拉菜单上移动并选择；所述比较器输出信号用于描述屏幕游标当前位置信息与最终位置信息的比较结果；

所述计算参数模块包括：

选择子模块，用于在检测到下拉菜单上的目标选项被选中时，将所述目标选项配置为选中状态；

提取子模块，用于提取处于选中状态的所述目标选项所对应的参数，获得滤波参数；所述滤波参数包括：滤波器类型、滤波器种类、滤波计算阶数。

8.如权利要求7所述的集成数字滤波谐波显示系统，其特征在于，所述卷积模块包括：

算法获取子模块，用于根据所述滤波器类型、滤波器种类与滤波算法分类表的映射关系，确定滤波算法；

卷积运算子模块，用于根据滤波算法及滤波截止频率、滤波计算阶数对原始波形数据与原始波形的谐波数据进行卷积运算，获得滤波后的波形数据。

9.如权利要求5~8任一项所述的集成数字滤波谐波显示系统，其特征在于，所述显示模块包括：

第一显示子模块，用于在原始波形数据未经过滤波算法进行滤波时，将原始波形数据的采样数据在用户界面的查看区域显示；

还用于在原始波形数据经过滤波算法进行滤波时，将滤波后的波形数据在用户界面的查看区域显示；

第二显示子模块，用于提取原始波形数据、采样参数、谐波数据并将柱状图显示于显示区域。

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