DE69927879T2

DE69927879T2 - Feststellung ungewöhnlicher Wellenformen

Info

Publication number: DE69927879T2
Application number: DE69927879T
Authority: DE
Inventors: Steven K. Beaverton Sullivan; Paul M. Beaverton Gerlach
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP3592957B2; CN1238502A; DE69927879D1; KR100703138B1; JP2000028645A; KR20000005945A; EP0962781A2; US6163758A; EP0962781B1; CN1183468C; EP0962781A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft die Definition und Erfassung von ungewöhnlichen Wellenformen, die von einem digitalen Oszilloskop erfaßt werden, und insbesondere die steuerbare Definition und automatische Erfassung solcher Wellenformen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Digitale Oszilloskope verwenden im allgemeinen Rasterabtastanzeigen, um die Aktivität von elektrischen Signalen ihren Benutzern zu präsentieren. Jede Rasterabtastanzeige, wie z.B. jene, die jeden Tag auf Computerbildschirmen zu sehen sind, besteht aus einer zweidimensionalen Matrix von Pixeln, wobei jede Pixelstelle durch eine Zeilennummer und Spaltennummer eindeutig definiert ist. Die einfachsten und kostengünstigsten Versionen solcher Anzeigen sind "Ein-Bit"-Anzeigen, bei denen der Speicher, aus dem sie die anzuzeigende Information gewinnen, nur ein Bit einer Intensitätsinformation aufweist, die jedem Pixel zugeordnet ist. Bei einer solchen Anzeige bestimmt dieses einzelne Informationsbit, ob das diesem zugeordnete Pixel entweder "ein" oder "aus" ist, wobei "ein" vorgibt, daß ein vorbestimmtes Ausmaß an Intensität verwendet werden soll, um das Pixel zu beleuchten, und "aus" angibt, daß das Pixel überhaupt nicht beleuchtet werden soll.
Die komplexere und teurere Alternative für eine Ein-Bit-Anzeige ist eine Mehr-Bit-Anzeige, die eine variable Intensität (auch als "Graustufe" bekannt) oder Farbvariationen als Ersatzindikator für die Helligkeit bereitstellen kann. Die jedem Pixel einer Anzeige mit variabler Intensität zugeordneten Speicherstellen enthalten mehrere Bits einer Intensitätsinformation, die die Anzahl von veränderlichen Intensitätspegeln angeben, mit denen sie beleuchtet werden können. Wie die Pixel von Ein-Bit-Anzeigen können jene von Mehr-Bit-Anzeigen einen "Aus"- oder dunklen Zustand aufweisen, aber anstatt eines Beleuchtungswerts weisen sie mehrere Werte auf. Typischerweise ist die verfügbare Anzahl von Werten 2^N-1, wobei N die Speichertiefe an jeder Adresse des Rasterspeichers ist. Ein vier Bit tiefer Rasterabtastspeicher kann somit beispielsweise fünfzehn Pegel von teilweiser bis maximaler Beleuchtung sowie den dunklen oder "Aus"-Zustand unterstützen. Die Pixelintensität kann auch in verschiedenen Farben sowie Intensität oder "Helligkeit" umgesetzt werden.
Mit dieser größeren Datenmenge können Mehr-Bit-Anzeigen mehr Information über das Verhalten von beobachteten elektrischen Signalwellenformen übermitteln, insbesondere wenn das Signal nicht vollkommen wiederholt ist und daher in einigen Teilen weniger Aktivität aufweist als in anderen. Das US-Patent 4 940 931, Katayama et al., über "Digital Waveform Measuring Apparatus Having A Shading-tone Display", das durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt ein System zum Erzeugen von digitalen Anzeigen mit variabler Intensität.
Typischerweise erfassen digitale Oszilloskope eine Information über das Verhalten eines Schaltungsknotens durch periodisches Abtasten der am Knoten vorliegenden Spannung. Die Oszilloskop-Sondenspitze wird mit dem Knoten in Kontakt gebracht und die Sonde und der Vorrechner des Oszilloskops kopieren das Signal oder einen gewissen vorbestimmten Bruchteil oder ein Vielfaches des Signals genau, und übergeben es an einen Analog-Digital-Wandler. Das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers ist eine Reihe von digitalen Mehr-Bit-Worten, die in einem Erfassungsspeicher gespeichert werden. Nacheinander erfaßte Abtastwerte werden in fortlaufend zugehörigen Adressen im Erfassungsspeicher gespeichert und werden dadurch mit einem Zeitmaßstab in Beziehung gebracht. Diese Adressen werden schließlich wieder in einen Zeitmaßstab umgewandelt, von denen einer als horizontaler Abstand entlang der x-Achse der Rasterabtastanzeige des Oszilloskops dargestellt wird.
In einem typischen digitalen Oszilloskop bestimmen Spannungsamplitudenwerte, die vom Dateninhalt einer Erfassungsspeicherstelle gewonnen werden, den vertikalen Ort (Zeilennummer) eines beleuchteten Pixels, während Zeitwerte, die von den Adressen des Erfassungsspeichers gewonnen werden, den horizontalen Ort (Spaltennummer) bestimmen. Der Prozeß der Erweiterung des Inhalts und der Adressen eines Erfassungsspeichers zum Erzeugen eines Inhalts für einen zweidimensionalen Rasterspeicher ist als "Rasterisierung" bekannt.
Eine Mehr-Bit-Intensitätsinformation macht es auch möglich, analogartige "Beständigkeits"-Effekte, d.h. das Ablinken der Signalintensität über die Zeit, zu erzeugen. In den älteren analogen Oszilloskopen war die Beständigkeit ein Abklingen der Beleuchtung der Kathodenstrahlröhre (CRT), das eine Funktion der Art des in der Konstruktion der CRT verwendeten Phosphors und der an die verschiedenen Elemente dieser Röhre angelegten Spannungen war. In digitalen Oszilloskopen kann eine Beständigkeitsabklingfunktion durch Dekrementieren des jedem beleuchteten Pixel zugehörigen Intensitätswerts gemäß einem gewissen Algorithmus implementiert werden. Das US-Patent 4 504 827, Hanson et al., über "Synthetic Persistence for Raster Scan Displays", das durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt ein Verfahren zum pseudozufälligen Dekrementieren von Intensitätsdaten in einer Rasterabtastanzeige. Das US-Patent 5 254 983, Long et al., über "Digitally Synthesized Gray Scale for Raster Scan Oscilloscope Display", das durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt eine Methode für ein beständigkeitsartiges Abklingen von als digitale Zahlen gespeicherten erfaßten Wellenformen. Das US-Patent 5 387 896, Alappat et al., über "Rasterscan Display with Adaptive Decay", das durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt ein System für die Rasterisierung, das ein lokales Pixel in einer von zwei Weisen in Abhängigkeit von einer Berechnung auf der Basis des Anfangswerts dieses Pixels verarbeitet.
Für viele Benutzer, insbesondere jene mit einer gewissen Erfahrung mit analogen Oszilloskopen, übermittelt eine variable Helligkeit nützlicherweise eine Information über die Aktivität des beobachteten Signals. Viele von diesen Benutzern hatten eine starke Vorliebe für einige Verhaltensweisen, die jenen von analogen Oszilloskopen ähneln. Da ein analoges Oszilloskop beispielsweise vertikale Ausschläge während eines horizontalen Durchlaufintervalls erzeugt, um ein Echtzeitbild der Signalaktivität an der Sondenspitze bereitzustellen, variieren sie von Natur aus gewöhnlich die Helligkeit der Anzeige als inverse Funktion der Steigung der Linie, die sie erzeugen. Dies geschieht, da die Kathodenelektronenkanone der CRT eine konstante Zufuhr von Elektronen erzeugt, die von der Einstellung einer "Helligkeits"-Steuerung abhängt, und die Länge der in einer Zeiteinheit zurückgelegten Bahn durch den x-Achsen-Abstand, der zu irgendeiner speziellen Durchlaufgeschwindigkeit gehört, minimal festgelegt ist, aber durch jegliche y-Achsen-Ausschläge erhöht wird. Und ein y-Achsen-Ausschlag kann ein großes Vielfaches des entsprechenden x-Achsen-Abstandes sein, so daß die konstante verfügbare Elektronenstrahlenergie um einen großen Faktor verringert zu werden scheint, wenn sie über diesen viel längeren Abstand ausgebreitet wird. Somit verändern analoge Oszilloskope von Natur aus die Helligkeit der Linie, die sie zeichnen, als inverse Funktion der Steigung dieser Linie.
Ein weiteres noch stärker erwünschtes Merkmal eines analogen Oszilloskops oder eines digitalen Oszilloskops mit einem hohen Wellenformdurchsatz ist die Fähigkeit, ein diskontinuierliches Signal anomal zu erfassen, das in einem ansonsten wiederholten Signal auftritt. Ältere digitale Oszilloskope mit niedriger "Lebensdauer" machen die Beobachtung der Aktivität eines diskontinuierlichen Signals unwahrscheinlich, zumindest bei Abwesenheit von speziellen Triggerbetriebsarten, die dazu ausgelegt sind, bestimmte Klassen einer Aktivität eines diskontinuierlichen Signals zu erfassen. Analoge Oszilloskope zeigen eine schwache Leuchtspur, die auf die Anwesenheit dieses Verhaltens eines diskontinuierlich anomalen Signals hinweist. Wenn das Signal zu diskontinuierlich wird, ist die Leuchtspur natürlich so schwach in der Helligkeit, daß sie von der Oszilloskopbedienperson vollständig übersehen werden kann.
Wenn das Beständigkeitsabklingmerkmal abgeschaltet ist, d.h. unendliche Beständigkeit, zeigt ein digitales Oszilloskop mit einer Ein-Bit- (ein/aus) Intensitätsinformation seltene oder ungewöhnliche Wellenformen mit derselben Intensität wie stark wiederholte an, d.h. "ein". Digitale Oszilloskope mit Mehr-Bit-Rasterspeichern, die daher Anzeigen mit variabler Intensität (oder variabler Farbe) bereitstellen können, ermöglichen, daß eine visuelle Unterscheidung zwischen seltenen und wiederholten Wellenformen gemacht wird. Wenn jedoch das Beständigkeitsmerkmal nicht abgeschaltet ist, können diese Oszilloskope wahrhaft seltene Ereignisse nicht mit genügend Intensität für einen genügend langen Zeitraum beleuchten, um der Bedienperson zu ermöglichen, die diskontinuierliche Aktivität zu bemerken, geschweige denn zu analysieren.
Derzeitige Oszilloskopprodukte von der Anmeldergesellschaft Tektronix stellen eine Einrichtung bereit, durch die die Bedienperson zwischen den jüngsten individuellen Wellenformerfassungen und den vorher erfaßten älteren Wellenformen unterscheiden kann. Sowohl das TDS300- als auch das TDS200-Oszilloskop verwenden "aus" und zwei Pegel von "ein", wobei jeder Pegel von "ein" verschiedene Intensitätspegel aufweist. Die jüngst gezeichneten Wellenformen werden im vollen Pegel der "Ein"-Intensität gezeigt, die für die Oszilloskope der TDS300-Reihe hell und für jene der TDS200-Reihe schwarz ist. Die älteren "historischen" Wellenformen werden in einem niedrigeren, sekundären Intensitätspegel (verdunkelt für TDS300, grau für TDS200) gezeigt. Die historische Information bleibt auf diesem sekundären Intensitätspegel für die gesamte Dauer einer Erfassungsreihe oder für eine vorgewählte Beständigkeitszeit. (Der Begriff "Erfassungsreihe", wie in diesem Dokument verwendet, bezieht sich auf eine Folge von einzelnen Wellenformerfassungen, die bei den gleichen Einstellungen über die Zeit als Reaktion auf eine Reihe von separaten Triggern aufgenommen werden. Eine einzelne oder individuelle "Erfassung" bezieht sich auf einen Wellenformdatensatz, der als Reaktion auf einen einzelnen Trigger aufgenommen wird).
Eine vereinfachte Form einer Beständigkeitsbetriebsart wurde selbst in diese relativ kostengünstigen digitalen Oszilloskope aufgenommen, um das Sammeln des Signalverlaufs auf einem einzelnen Bildschirm zu erleichtern. Selbst eine vereinfachte Version kann beim Auffinden von Störimpulsen oder anderen seltenen Ereignissen ziemlich hilfreich sein. Das TDS300 verwendet eine einfache Sammel- und Löschform für die Beständigkeit, das alles in einer Anzeigeebene durchgeführt wird. Der Benutzer stellt die gewünschte Beständigkeitszeit p in Sekunden ein und das Oszilloskop sammelt die rasterisierten Ergebnisse von einzelnen Wellenformerfassungen auf derselben Anzeigeebene für diese Zeitmenge. Wenn die Zeit p vergeht, wird die letzte Erfassung mit voller Intensität angezeigt, während alle anderen auf dem anderen einzelnen Pegel von verringerter Intensität angezeigt werden. Nachdem das Beständigkeitsintervall p abläuft, wird die gesamte Anzeigeebene gelöscht und derselbe Prozeß wird wiederholt. Der Nachteil bei dieser Methode besteht darin, daß zu irgendeiner speziellen Zeit t innerhalb des Beständigkeitsintervalls p der aktuell betrachtbare Verlauf nur ein Maximum des vom Benutzer ausgewählten Zeitintervalls ist, d.h. t modulo p. Die nahe dem Ende des Intervalls gesammelte Information verschwindet, bevor sie analysiert werden kann, und direkt nachdem der Anzeigebildschirm gelöscht wurde, ist überhaupt keine Verlaufsinformation sichtbar.
Das TDS200 verwendet ein etwas überlegenes Mehrebenen-Sammel- und Löschmodell. Anstatt einzelne Wellenformerfassungen in einer einzelnen Anzeigeebene zu sammeln und sie dann zu löschen und wieder zu verwenden, sammelt es einzelne Wellenformerfassungen in einer von N separaten Anzeigeebenen für eine ausgewählte Zeit p. Sie unterzieht alle N Anzeigeebenen einer ODER-Verknüpfung, um die Anzeige zu erzeugen. Alle p/N Sekunden wird die älteste Anzeigeebene gelöscht und der nächste Satz von Erfassungen wird dann in der neu gelöschten Ebene gesammelt. Diese Methode ist überlegen, da zu irgendeiner gegebenen Zeit t ein Verlauf von (p – p/N + (t mod p/N)) Sekunden vom Benutzer gesehen werden kann. Die jüngste Ebene wird mit dem maximalen Intensitätspegel angezeigt, während die anderen einer ODER-Verknüpfung unterzogenen Ebenen mit dem einzelnen weiteren verringerten Intensitätspegel angezeigt werden.
WO 97/44677 und EP-A-0 822 416 betreffen digitale Oszilloskope und Verfahren zum Verändern der Beständigkeit einer Anzeige der Oszilloskope.
EP-A-0 677 746 beschreibt ein digitales Oszilloskop, das eine Einrichtung zum Kombinieren der Ergebnisse von mehreren Erfassungen mit einem gespeicherten Rasterbild und zum Dekrementieren eines Mehr-Bit-Rasterbildes zum Erzeugen eines simulierten Beständigkeitseffekts umfaßt.
Was erwünscht ist, ist eine Art und Wese zum Definieren und Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen, die von einem digitalen Oszilloskop erfaßt werden, und vorzugsweise in einer Weise, die ermöglicht, daß die Definition einer ungewöhnlichen Wellenform durch die Bedienperson gesteuert wird, während die Erfassung der Wellenformen dann durch das Oszilloskop automatisch durchgeführt wird.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte der Erfindung sind in den zugehörigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden ungewöhnliche oder anomale Wellenformen von den normalen, stark wiederholten Wellenformen durch die Anzahl von neuen Pixeln, die sie beeinflussen, automatisch unterschieden. "Neue" Pixel können als diejenigen Pixel bedeutend definiert werden, die für ein gewisses Zeitintervall nicht betroffen waren, wie durch das Abklingen der in einem Rasterspeicher gespeicherten Werte gemessen. Eine Benutzereingabe kann die Definition von ungewöhnlichen Wellenformen durch Beeinflussen der Definition von "neuen" Pixeln und durch Beeinflussen der auf die im Rasterspeicher gespeicherten Werte angewendeten Abklingrate beeinflussen, wobei die Werte verwendet werden können, um den Verlauf der Zeit sowie die Intensität oder Farbe von speziellen Pixeln in der Anzeige zu messen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden automatisch entdeckte ungewöhnliche oder anomale Wellenformen mit zusätzlicher Helligkeit oder unter Verwendung einer anderen Farbe hervorgehoben, wodurch es leichter gemacht wird, daß die Oszilloskopbedienperson sie bemerkt. Die Pixel der ungewöhnlichen Wellenform können auch betont werden, indem ihnen ein hoher Intensitätspegel (oder eine entsprechende Farbe) verliehen wird und sie dann auf diesem hohen Intensitätspegel (oder der entsprechenden Farbe) für einen relativ langen Zeitraum gehalten werden. In einer anderen Reaktionsform stoppt die Erfassung und Anzeige einer einzelnen ungewöhnlichen Wellenform oder einer festgelegten Anzahl solcher Wellenformen innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls weitere einzelne Erfassungen in der aktuellen Reihe von Erfassungen und "gefriert" die Anzeige für die Bedienpersonenanalyse ein. Bei noch einer weiteren Alternative werden alle Wellenformerfassungen, die ungewöhnliches oder anomales Wellenformverhalten enthalten, in einem Langzeit-Wellenformspeicherbereich zur zukünftigen Untersuchung durch die Oszilloskopbedienperson oder zur weiteren Analyse durch die Bedienperson oder durch eine Analysesoftware gespeichert, während die Erfassungsreihe fortfährt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Gesamtbereich von Werten, die in einem Rasterabtastspeicher zur Umsetzung in Pixelintensitäten (oder ihre entsprechenden Farben) gespeichert werden können, in zwei oder mehr Bereiche segmentiert, denen jeweils eine andere Beständigkeitsabklingfunktion zugeordnet ist. Welche Beständigkeitsabklingfunktion angewendet wird, hängt davon ab, in welchem Bereich der Intensitätswert vor dem Abklingen liegt. Mehrere Abklingfunktionen können einer Vielzahl von Verwendungen dienen. Bei einer Methode weisen der obere und der untere Pegel langsamere Abklingraten auf als der mittlere und der obere ist zur Verwendung bei ungewöhnlichen Wellenformen reserviert. Der obere Pegel oder untere Pegel oder beide können in der aktuellen Anzeige unsichtbar gemacht werden, aber dennoch als Zeitgeber/Zähler funktionieren. Der untere Pegel kann im Prozeß des Sortierens von Pixeln in die "neuen" und "alten" Kategorien als Zähler/Zeitgeber arbeiten, indem eine Weise bereitgestellt wird, mitzuteilen, welche Pixel eine relativ neue Aktivität erfahren haben. Der obere Pegel kann als Zähler/Zeitgeber arbeiten, um die Länge der Zeit festzulegen, die ein Pixel, das ein Teil einer ungewöhnlichen Wellenform ist, auf maximaler Helligkeit gehalten werden sollte oder in der der maximalen Helligkeit entsprechenden Farbe in Farbanzeigen gezeigt werden sollte. Verschiedene Bereiche von Werten im Rasterspeicher und ihre unterschiedlichen Abklingfunktionen können auch verwendet werden, um zu bewirken, daß Intensitäten im oberen Bereich relativ schnell abklingen, während Intensitäten im unteren Bereich viel langsamer abklingen lassen werden. Dies kann einen einstellbaren und relativ langen Zeitraum bereitstellen, damit historische Wellenformen allmählich abklingen, während sie von nominaler Helligkeit zu kaum wahrnehmbarer Helligkeit verlaufen. Ein mittlerer Pegel kann verwendet werden, um den Übergang zwischen dem oberen und dem unteren Pegel zu glätten.
KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
1 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm, das zeigt, wie ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit herkömmlichen Erfassungs-, Rasterisierungs- und Anzeigefunktionen eines digitalen Oszilloskops implementiert werden kann.
2A ist eine Darstellung von drei Beständigkeitsabklingfunktionen, die über drei Bereiche des Umfangs von möglichen Werten, die in Rasterspeicherstellen gespeichert werden, wirken; wobei die Werte schließlich in verschiedene Intensitätspegel oder Farbwahlmöglichkeiten für die Anzeige abgebildet werden.
2B ist eine Darstellung von zwei Beständigkeitsabklingfunktionen, die über zwei Bereiche des Umfangs von möglichen Werten, die in Rasterspeicherstellen gespeichert werden, wirken. Die obere Abklingfunktion ist exponential und relativ schnell, während die untere linear und relativ langsam ist.
2C ist eine Darstellung von drei Beständigkeitsabklingfunktionen, die über drei Bereiche von möglichen Werten, die in Rasterspeicherstellen gespeichert werden, wirken, wobei die mittlere Abklingfunktion als Übergangsfunktion zwischen der oberen und der unteren wirkt.
2D ist eine Darstellung von vier Beständigkeitsabklingfunktionen, die über vier Bereiche des Umfangs von möglichen Werten, die in Rasterspeicherstellen gespeichert werden, wirken. Die obere Abklingfunktion ist langsam und linear, die nächste ist schnell und exponential, die dritte mit mittlerer Geschwindigkeit ist linear und übergangsweise, während die vierte Funktion wieder relativ langsam und linear ist. Die schnelle exponentiale, die übergangsweise lineare und die untere langsame lineare Abklingfunktion sind ein zweites Mal links gezeigt, wobei ihrer Aktivität die Abklingzeit der ersten Funktion nicht vorangeht, was die Werte durch den oberen Bereich verringert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug zunächst auf 1 sollte beachtet werden, daß dies nur ein konzeptionelles Blockdiagramm ist und daß verschiedene Teile von diesem entweder in einer Hardware oder Software implementiert werden könnten oder veranlaßt werden könnte, daß sie unterschiedlich funktionieren oder miteinander arbeiten.
Die Erfassungsschaltung 10 verfolgt ein durch das Oszilloskop überwachtes Eingangssignal und tastet es periodisch ab, von welchem die gesamte Schaltung oder sein Softwareersatz, die/der in 1 gezeigt ist, ein Teil ist. Ein Analog-Digital-Wandler 11 erzeugt als sein Ausgangssignal einen Strom von binären Werten, die die Amplitude des durch die Erfassungsschaltung verfolgten Eingangssignals beschreibt. Diese Amplitudenwerte werden in nacheinander zugehörigen Adressen im Erfassungsspeicher 12 gespeichert. Die resultierenden Daten-Adressen-Paare werden anschließend gemäß Richtlinien von der Prozeßsteuereinheit 13 zur Rasterisierungseinrichtung 14 gesandt.
Die Rasterisierungseinrichtung 14 wandelt ein einzelnes Daten-Adressen-Paar in einen Punkt um oder wandelt ein sequentielles Paar von Daten-Adressen-Paaren in einen Vektor um, wobei die resultierenden Punkte in eine zweidimensionale Matrix von Zeilen und Spalten abgebildet werden, die schließlich auf der Rasteranzeige 20 angezeigt wird. Die Rasterisierungseinrichtung 14 verarbeitet typischerweise eine Spalte des Rasters auf einmal, wobei Lesen-Modifizieren-Schreiben-Operationen an jeder Speicherstelle im Rasterspeicher 16 durchgeführt werden, die vom aktuellen Punkt oder Vektor, der erzeugt wird, betroffen ist. Weitere Informationen hinsichtlich der Details der Alternativen, die für den Betrieb dieser Schaltung zur Verfügung stehen, sind im gleichzeitig anhängigen US-Patent 6 104 374, über "Sparse Vector Rasterization", eingereicht am 19. Februar 1998, erhältlich.
Die Prozeßsteuereinheit 13 arbeitet, um die Aktivitäten des Erfassungsspeichers 12, der Rasterisierungseinrichtung 14 und des Rasterspeichers 16 in irgendeiner von einer Anzahl von Weisen, die im Stand der Technik gut bekannt sind, zu koordinieren, und führt außerdem neue Funktionen gemäß mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung durch. Der Zähler 15 für "neue" Pixel ist selbst neu und arbeitet gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wie nachstehend weiter beschrieben wird. Die Multifunktions-Rasterabklingung 17 ist eine modifizierte Version von Einzelfunktions-Rasterabklinggeneratoren des Standes der Technik. Ebenso ist die Intensitäts- oder Farbabbildungseinrichtung 18 eine Variation an einer früheren Schaltung, ist jedoch zur Verwendung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausgelegt. Der Schwellenrechner 24 und der Detektor 19 für ungewöhnliche Wellenformen sind auch neu und ein Teil des einen oder anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Langzeit-Wellenformspeicher, sowohl die Rasterspeicherversion 22 als auch die Erfassungsdatensatz-Speicherversion 22', stehen im Stand der Technik zur Verfügung, werden jedoch hier gemäß dem einen oder anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anders betrieben.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verfolgt der Zähler 15 für "neue" Pixel, wie viele Pixel, die während dieses Wellenformrasterisierungsdurchlaufs getroffen werden, weniger als einen minimalen Neuheitsschwellenwert aufweisen, der in ihrer Rasterspeicherstelle gespeichert wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Feststellung, ob ein Pixel "neu" ist oder nicht, durch Untersuchen des aus dem Rasterspeicher 16 ausgelesenen Werts, wenn die Rasterisierungseinrichtung 14 Lesen-Modifizieren-Schreiben-Operationen durchführt, durchgeführt. Wenn der aus dem Rasterspeicher 16 ausgelesene Wert geringer ist als ein Neuheitsschwellenwert, dann wird das zugehörige Pixel als "neu" gezählt. Der Neuheitsschwellenwert kann Null oder positiv sein und der Wert von der Speicherstelle kann einen Wert gleich oder geringer als dieser in einer Vielzahl von Weisen erreicht haben. Diese Stelle könnte beispielsweise niemals durch eine vorherige Wellenform in dieser Reihe von Erfassungen betroffen worden sein und daher immer noch Null sein. Oder sie könnte "geringfügig" und selten getroffen worden sein und anschließend einer kleinen Anzahl von Abklingzyklen unterzogen worden sein, bis ihr Wert niedriger wurde als der Schwellenwert. Oder sie könnte viele Male "stark" getroffen worden sein und anschließend einer großen Anzahl von Abklingzyklen unterzogen worden sein, um den niedrigen Pegel unterhalb des Schwellenwerts zu erreichen. Oder sie könnte einer gewissen Mischung der letzteren zwei Möglichkeiten unterzogen worden sein und schließlich unterhalb des Schwellenwerts gelandet sein infolge eines etwas "zufälligen Laufs" von Additionen und Subtraktionen über die Zeit. Während die Erfassung eines neuen Pixels bedeutet, daß es für eine gewisse Länge an Zeit nicht betroffen wurde, kann diese Menge an Zeit somit stark variabel sein.
Wie nachstehend weiter beschrieben wird, kann die Intensitäts- oder Farbabbildungseinrichtung 18 programmiert werden, um in der Rasterstelle gespeicherte Werte unterhalb einer bestimmten Schwelle in Werte mit einer Intensität von Null in der Rasterabtastanzeige 20 abzubilden. Dies wird typischerweise in Verbindung mit der Verwendung eines Multifunktions-Rasterabklinggenerators 17 durchgeführt, dessen Betrieb auch nachstehend genauer beschrieben wird. Bei dieser Betriebsart ist der minimale Wert, der von der Rasterisierungseinrichtung 14 addiert wird, um einen "Treffer" anzuzeigen, größer als die vorbestimmte Anzahl von erwünschten neueren Zyklen. Das Addieren von Werten, die größer sind als ein solcher minimaler Wert, ermöglicht, daß die Verwendung von einigem dieses Werts sichtbare Rasterabklingzyklen erzeugt und der Rest in "unsichtbaren" Abklingzyklen verwendet wird, die einer Zähler/Zeitgeber-Funktion dienen, ohne eine Beleuchtung auf der Anzeige zu verursachen. Werte im unsichtbaren Bereich werden alle durch die Intensitäts- oder Farbabbildungseinrichtung 18 auf eine Intensität von Null abgebildet. Diese und weitere Verwendungen des Multifunktions-Rasterabklinggenerators 17 werden nachstehend weiter im einzelnen beschrieben.
Es sollte beachtet werden, daß in einigen Implementierungen, insbesondere jenen, die nur eine einzelne Anzeigeebene und einen einzelnen Unterstützungsrasterspeicher aufweisen, die Verwendung eines "unsichtbaren" Bereichs unerwünschte Komplikationen hinzufügen kann. Insbesondere wenn mehrere Wellenformen in einer einzelnen Ebene gemäß einem Prioritätsschema gezeichnet werden, wobei Wellenformen mit geringerer Priorität durch Wellenformen mit höherer Priorität überschrieben werden und nichts getan wird, um die unsichtbaren Bereiche als Spezialfall zu behandeln, die unsichtbaren Bereiche in der Wellenform mit oberster Priorität zu leeren Bereichen in den darunterliegenden Wellenformen führen können, die ansonsten in diesen Bereichen durchscheinen würden.
Es sollte auch beachtet werden, daß einige Rasterabtastanzeigen 209 dunkle Wellenformen auf einem hellen Hintergrund erzeugen. Daher kann vorgesehen sein, daß der Ausdruck "Intensität von Null", wie in diesem ganzen Dokument, einschließlich der Ansprüche, verwendet, falls er auf diese Art Anzeige angewendet wird, den hellsten möglichen Wert in der Anzeige anstatt den dunkelsten bedeutet.
Nach jeder Wellenformrasterisierung liefert der Zähler 15 für "neue" Pixel die Anzahl von "neuen" Pixeln zum Schwellenrechner 24 und zum Detektor 19 für ungewöhnliche Wellenformen. Der Schwellenrechner 24 kann eine Benutzereingabe beim Formulieren einer Neuheitsschwelle verwenden oder nicht, die er zum Detektor 19 für ungewöhnliche Wellenformen liefert. Der Detektor 19 für ungewöhnliche Wellenformen vergleicht die Information von "neuen" Pixeln, die er vom Zähler 15 für "neue" Pixel empfängt, mit der Neuheitsschwelle, die er vom Schwellenrechner 24 empfängt, und stellt durch Vergleichen von ihnen fest, ob eine neue Wellenform vorhanden zu sein scheint. Wenn ja, informiert ein aktives Signal für neue Wellenformen die Prozeßsteuereinheit 13 über dieses Ereignis.
Die Anwesenheit einer aktiven neuen Wellenform, die in die Prozeßsteuereinheit 13 eingegeben wird, bewirkt, daß sie mehrere Handlungen unternimmt, von denen einige von der Benutzerwahl abhängen können. Sie kann die erneute Rasterisierung der ungewöhnlichen Wellenform unter Verwendung von maximalen Intensitätswerten veranlassen. "Maximal" kann hier irgendeines von mehreren Dingen oder ihre Kombination bedeuten. Eine Bedeutung von maximal besteht einfach darin, den höchsten Wert der Pixelintensität zu verwenden, die normalerweise verwendet wird. Eine weitere Bedeutung besteht darin, ein "Supermaximum" zu verwenden, einen Wert, der an der Oberseite eines Bereichs von Werten liegt, die alle heller sind als jene Werte, die zum Anzeigen von normalen Wellenformen verwendet werden. Eine weitere Bedeutung von "maximal" kann darin bestehen, von Punkten zu Vektoren umzuschalten, so daß viel mehr Pixel beleuchtet werden, sowie das Beleuchten dieser Pixel mit einer maximalen Intensität gemäß einer der obigen Definitionen. Noch eine weitere Bedeutung von "maximal" kann darin bestehen, von Vektoren, die durch die Beleuchtung einer Teilmenge ihrer möglichen Punkte definiert sind, auf Vektoren, die durch mehr oder alle ihrer möglichen Punkte beleuchtet werden, umzuschalten.
Zusätzlich zum oder anstelle vom Erhöhen der Intensität der ungewöhnlichen Wellenform kann die Prozeßsteuereinheit 13 veranlassen, daß der Erfassungsspeicher 12 den Datensatz, den die ungewöhnliche Wellenform erzeugt hat, zum Langzeit-Wellenform- (Erfassungs-) Speicher 22' liefert. Alternativ kann die Prozeßsteuereinheit 13 veranlassen, daß der Rasterspeicher 16 über ein UND-Gatter 21 das Rasterspeicherbild, das die ungewöhnliche Wellenform enthält, zum Langzeit-Wellenform- (Raster) Speicher 22 liefert. Sie kann auch die Wellenform in beiden Weisen speichern, falls dies so erwünscht ist. Im allgemeinen ist es erwünscht, eine ungewöhnliche Wellenform vor dem Speichern derselben im Langzeit-Rasterwellenformspeicher 22 erneut zu rasterisieren und maximal zu erhellen. Die Prozeßsteuereinheit 13 kann auch weitere Erfassungen stoppen und die Anzeige "einfrieren", insbesondere nachdem sie die ungewöhnliche Wellenform mit maximaler Helligkeit erneut rasterisiert hat.
Der Schwellenrechner 24 kann gesteuert oder vorprogrammiert werden, um auf den Beginn einer neuen Reihe von Erfassungen zu reagieren, indem er zuerst einen anfänglichen Satz von "neuen" Pixeldaten ignoriert, wobei diese Daten von den ersten Wellenformen stammen, die in der neuen Reihe von Erfassungen rasterisiert werden, und dann die "neuen" Pixeldaten, die zu einem typischen Abtastsatz von Wellenformrasterisierungen gehören, speichert. Der Zweck des Verwerfens der zu den ersten Wellenformen gehörenden Daten basiert auf dem Wissen, daß sie viel mehr "neue" Pixel aufweisen als spätere, typischere Wellenformen, da sie über eine relativ leere Anzeige gezeichnet werden. Sobald diese anfänglichen zweifelhaften Daten verworfen wurden und genügend "gewöhnliche" Wellenformen verwendet wurden, um eine typische Anzahl von erwarteten "neuen" Pixeln pro Wellenform zu definieren, können diese Daten dann verwendet werden, um einen Mittelwert und eine Standardabweichung von diesem Mittelwert zu berechnen, und diese Werte können dann verwendet werden, um einen geeigneten Neuheitsschwellenwert zum Senden zum Detektor 19 für ungewöhnliche Wellenformen zu erzeugen.
Andere Algorithmenmethoden könnten die Daten vom Satz von gewöhnlichen Wellenformen und von der Benutzereingabe anders verarbeiten, aber immer noch eine zufriedenstellende Neuheitsschwelle erzeugen. Die Benutzereingabe in den Schwellenrechner 24 kann verwendet werden, um die Neuheitsschwelle in einer Anzahl von Weisen zu beeinflussen. Sie kann sie direkt festlegen. Sie kann die Größe des zu verwerfenden anfänglichen Satzes von Wellenformen und/oder die Größe des Satzes von typischen Wellenformen, die zum Berechnen des Mittelwerts und der Standardabweichung verwendet werden, festlegen. Oder sie kann verwendet werden, um zu bestimmen, wie viele Standardabweichungen oder Bruchteile davon vom Mittelwert bei der Bestimmung des Werts der Neuheitsschwelle als "normal" betrachtet werden sollten. Oder sie kann verwendet werden, um einen gewissen Parameter von irgendeinem anderen Algorithmus (als dem Mittelwert und der Standardabweichung) zum Charakterisieren von "Normalität" und zum Bestimmen der Neuheitsschwelle zu beeinflussen. Durch die eine Einrichtung oder eine andere kann die Benutzereingabe angepaßt werden, um die Neuheitsschwelle zu steuern, um auf die Frage zu antworten: "Wie viele 'neuen' Pixel sind nötig, um eine Wellenform ungewöhnlich zu machen?"
Mit Bezug als nächstes auf 2A sehen wir mit der Intensität in Zusammenhang stehende Werte dargestellt, die in Stellen des Rasterspeichers gespeichert werden und die in drei Bereiche unterteilt sind, wobei jeder Bereich eine unabhängige einfache Abklingfunktion aufweist. In der ganzen folgenden Erörterung und in den Ansprüchen am Ende dieser Anmeldung nehmen wir auf "verschiedene Abklingfunktionen" Bezug, wobei die Qualifikation "einfach" impliziert ist. Es ist selbstverständlich, daß zwei oder mehr solche einfachen verschiedenen Abklingfunktionen zu einer komplexeren Abklingfunktion mit verschiedenen Eigenschaften über verschiedene Bereiche kombiniert werden könnten, aber es ist unsere Absicht, eine beliebige solche komplexe Abklingfunktion für den Zweck der Beschreibung und der Beanspruchung derselben hierin mehreren einfachen verschiedenen Abklingfunktionen gleichzusetzen und in diese umzusetzen.
Der OBERE Bereich über der Intensitätsschwelle I_A und bis zum MAXimalwert, der in einer Pixelstelle gespeichert werden kann, kann zum Beleuchten von ungewöhnlichen Wellenformen reserviert werden und die maximale Intensität, die für normale, d.h. "gewöhnliche", Wellenformen verwendet wird, kann auf ein Maximum von I_A begrenzt werden. Da jedoch der gesamte dynamische Bereich der Intensität bei der Übermittlung der Signalaktivität an die Bedienperson ein knappes Gut ist, können alle Werte im OBEREN Bereich komprimiert und auf den maximalen Intensitätswert, der tatsächlich auf der Rasterabtastanzeige (20 in 1) angezeigt wird, abgebildet werden (18 in 1). Diese Methode verwendet den OBEREN Bereich und seine Abklingfunktion F_T als Zähler/Zeitgeber, der eine Zeitdauer erzeugt, während der die abgebildete Pixelintensität auf ihrem Maximalwert bleibt.
Um den Zeitraum zu erweitern, während dessen die abgebildete Pixelintensität beim oder nahe dem Maximum bleibt, kann auch veranlaßt werden, daß die Abklingfunktion F_T für den oberen Bereich eine langsame Abklingrate bereitstellt, wie in 2A gezeigt, so daß ungewöhnlichen Wellenformen nicht nur maximale Helligkeit verliehen wird, sondern sie auch für eine signifikant längere Menge an Zeit, d.h. von T₀ bis T₁, gewöhnlich so bleiben. Im Gegensatz dazu beginnen die zahlreicheren gewöhnlichen Wellenformen nicht nur weniger hell, sondern klingen auch in der Helligkeit schneller, d.h. von T₁ bis T₂, gemäß der Abklingfunktion F_M, die im MITTLEREN Bereich verwendet wird, ab. Dieser geringere Pegel an maximaler Helligkeit wird jedoch dadurch kompensiert, wie relativ zahlreich die normalen Wellenformen zugehörigen Treffer sind. Die ungewöhnlichen Wellenformen müssen, da sie per Definition relativ selten sind, heller sein und langsamer abklingen, um genügend hervorzustechen, damit sie von der Oszilloskopbedienperson angemessen wahrgenommen werden.
Es sollte beachtet werden, daß in vielen Oszilloskopanzeigekonstruktionen, wobei z.B. einige von diesen im gleichzeitig anhängigen US-Patent 6 104 374, über "Sparse Vector Rasterization", eingereicht am 19. Februar 1998, beschrieben sind, der Maximalwert, der zu der Zahl addiert wird, die im Rasterisierungsspeicher durch einen speziellen Rasterisierungszyklus gespeichert wird, niemals so groß ist wie die maximale Menge, die an einer solchen Stelle gehalten werden kann. Dies bedeutet, daß, um den tatsächlichen Maximalwert zu erreichen, der von einer Stelle gehalten werden kann, wiederholte Wellenformen für einen gewissen Zeitraum fast kontinuierlich weiterhin dieses Pixel treffen müssen. Eine solche Ansammlung von mehreren "Treffern" am gleichen Pixel kann auf ein Maximum des Niveaus I_A begrenzt werden, während der OBERE Bereich dazu reserviert ist, als Zeitgeber zum Halten der ungewöhnlichen Wellenformen zugehörigen Pixel auf derselben Helligkeit zu wirken, die durch einen Wert bei oder fast gleich demselben maximalen Intensitätspegel, der von I_A abgebildet wurde, erzeugt wird.
Der UNTERE Bereich in 2A, jener Bereich der an der Rasterstelle gespeicherten, mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Werte unterhalb der Schwelle I_B, kann durch eine relativ langsame Funktion F_B abklingen lassen werden, um einen relativ grauen historischen Hintergrund bereitzustellen, der sehr langsam verblaßt. Die Pixel, die den Rasterspeicherstellen zugeordnet sind, die mit der Intensität in Zusammenhang stehende Werte oberhalb der Neuheitsschwelle I_NEW enthalten, können als "alte" und nicht gezählte als "neue Pixel" behandelt werden, bis der gespeicherte Wert in ihrer Stelle auf einen gewissen Wert unterhalb I_NEW abfällt. I_NEW kann natürlich auch auf Null gesetzt werden. In jeder Weise ist die Zeit T_NEW, die dem Abklingen auf den Pegel I_NEW zugeordnet ist, die Zeit, in der ein Pixel als vor kurzem verwendet identifiziert wurde und daher sich nicht als "neues Pixel" qualifiziert.
Die Intensitäts- oder Farbabbildungsvorrichtung 18 in 1 kann auch andere Werte als Null als minimalen Intensitätswert auf die Rasterabtastanzeige 20 abbilden. I_B oder ein gewisser anderer Wert zwischen I_B und I_NEW könnte beispielsweise der Wert sein, der auf eine Intensität von Null abgebildet wird (zusammen mit allen geringeren Werten). Der Teil des UNTEREN Bereichs zwischen dem auf Null abgebildeten Wert und dem I_NEW zugeordneten Wert würde dann eine Zähler/Zeitgeber-Funktion bereitstellen, um festzustellen, wenn ein spezielles Pixel den Übergang zurück auf "neu" durchführt, wäre jedoch für die Bedienperson unsichtbar.
Mit Bezug nun auf 2B ist dies eine Darstellung einer ganz anderen Weise zur Verwendung von mehreren Beständigkeitsabklingfunktionen und Bereichen. Hier haben wir nur zwei Bereiche von gespeicherten mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Werten, OBEN und UNTEN, und ihre zugehörigen Abklingfunktionen F_T und F_B. In diesem Fall ist die OBERE Abklingfunktion F_T eine relativ schnelle Exponentialfunktion, während die lineare Abklingfunktion F_B, die im UNTEREN Bereich verwendet wird, relativ langsam ist. Alle neuen Wellenformen, ob normal oder "ungewöhnlich", werden in einen gewissen Teil des OBEREN Bereichs abgebildet, wo sie relativ schnell abklingen. Die einzige Art und Weise, in der mit der Intensität in Zusammenhang stehende Werte im UNTEREN Bereich erreicht werden, ist durch Abklingen vom OBEREN Bereich. Wenn diese Methode verwendet wird, erscheinen folglich neue Wellenformen, die in den OBEREN Bereich gezeichnet werden, hell und "lebendig", bis sie in den UNTEREN Bereich abklingen, wo ihre Werte weniger Intensität darstellen und sie ein Teil eines etwas grauen und langsam verblassenden historischen Hintergrundes werden. Derselbe Effekt kann mit Farben und Kombinationen von Farben und Intensitäten erzielt werden. Dies ermöglicht dem Benutzer, die sich schnell ändernden, aktuellsten Wellenformen zu identifizieren und auszuwerten, während er gleichzeitig eine Geschichte von älteren Wellenformen betrachtet. Die Verwendung von nur zwei Farben, eine für Intensitätswerte im OBEREN Bereich und eine andere für Intensitätswerte im UNTEREN Bereich, ist auch nützlich und ästhetisch zufriedenstellend, wenn geeignete Farben ausgewählt werden. Gelb kann beispielsweise für den hellen, aktiven OBEREN Bereich verwendet werden, während Orange für den weniger aktiven historischen UNTEREN Bereich mit niedrigerer Intensität verwendet wird.
Im obigen Beispiel, in dem nur ein OBERER und ein UNTERER Bereich vorhanden sind, besteht ein kleines Problem, das durch leichtes Trennen von I_A und I_B, um einen dritten oder MITTLEREN Bereich zu erzeugen, wie in 2C gezeigt ist, korrigiert werden kann. Das Problem mit der Methode mit zwei Bereichen besteht darin, daß ein minimales Abklinginkrement besteht, das mit der Steilheit der Steigung der Abklingung für den OBEREN Bereich in Zusammenhang steht. Wenn der OBERE Bereich zum UNTEREN Bereich benachbart ist, bewegt dieses minimale Abklinginkrement manchmal den nächsten Inkrementwert gut in den UNTEREN Bereich anstatt lediglich zur Oberseite desselben. Wie stark dies geschieht, hängt von der Größe des minimalen Abklinginkrements und davon, wie nahe der Startpunkt an der Linie liegt, die den OBEREN und den UNTEREN Bereich trennt, ab. Da bemerkt wurde, daß der visuelle Effekt dieser Überschreitung einen kleinen Bildfehler in der Anzeige erzeugt, wird ein MITTLERER Bereich erzeugt, damit er als Puffer zwischen dem OBEREN und dem UNTEREN Bereich wirkt.
Der Abstand zwischen I_A und I_B wird als gleich diesem minimalen Abklinginkrement gewählt, das durch die Abklingfunktion F_T erzeugt wird, die im OBEREN Bereich verwendet wird. In 2C ist diese Abklingfunktion F_T linear, aber schnell und erzeugt daher ein Ergebnis, das von der schnellen Exponentialabklingfunktion F_T, die im OBEREN Bereich des in 2B gezeigten Bereichs verwendet wird, nicht sehr verschieden ist. Der MITTLERE Bereich, d.h. der Abstand zwischen I_A und I_B, muß nur die Größe des minimalen Abklinginkrements aufweisen, das durch F_T erzeugt wird, um zu garantieren, daß abklingende OBERE Werte in den MITTLEREN Bereich anstatt in den UNTEREN Bereich abklingen. Dann wird veranlaßt, daß jegliches Abklingen im MITTLEREN Bereich, das durch die Abklingfunktion F_M erzeugt wird, dazu führt, daß der nächste Wert gleich dem Wert I_B ist. Dies beseitigt jeglichen visuellen Bildfehler und ist eine Weise, um den Übergang zwischen dem OBEREN und dem UNTEREN Bereich zu glätten. Für Zwei-Farb-Codierzwecke wird dem MITTLEREN Bereich vorzugsweise dieselbe Färbung gegeben wie dem OBEREN Bereich.
Da alle Werte im MITTLEREN Bereich auf I_B, die Unterseite des MITTLEREN Bereichs und die Oberseite des UNTEREN Bereichs, abklingen, ist die maximale Zeit, die irgendein Pixel braucht, um durch den mittleren Bereich hindurch abzuklingen, T₂ minus T₁, welche dann gleich der Zeit ist, die für einen Rasterabklingzyklus erforderlich ist.
Dem Benutzer kann die Steuerung über die schnellere Exponentialabklingfunktion F_T gegeben werden, die im OBEREN Bereich verwendet wird. Dies ermöglicht die Steuerung über die Menge an Zeit, in der neu erfaßte Wellenformen als hell und lebendig erscheinen. Dem Benutzer kann auch die Steuerung über die langsamere Beständigkeitsabklingfunktion F_B gegeben werden, die dem UNTEREN Bereich zugeordnet ist. Dies ermöglicht die Steuerung darüber, wie viel historische Daten im Hintergrund erscheinen, der durch die niedrigere Intensität und/oder andere Farbe erzeugt wird, die dem Bereich von Werten zwischen I_B und wahrer Null zugeordnet sind.
Mit Bezug schließlich auf 2D sehen wir eine Darstellung von vier Beständigkeitsabklingfunktionen, die über vier Bereiche des Umfangs von möglichen mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Werten arbeiten, die in Rasterspeicherstellen gespeichert werden. Die OBERE Abklingfunktion F_T ist langsam und linear. Der nächste Bereich, der OBERE-MITTLERE, weist eine Abklingfunktion F_HM auf (links mit F_EXP bezeichnet), die schnell und exponential ist.
Der nächste Bereich, der UNTERE-MITTLERE, weist eine Abklingfunktion F_LM (links mit F_TRANS bezeichnet) mit Zwischengeschwindigkeit auf, die linear und übergangsweise ist. Der UNTERE Bereich weist eine Abklingfunktion F_B auf (links mit F_LINEAR bezeichnet), die wieder relativ langsam und linear ist. Die Versionen dieser Funktionen, die links gezeigt sind, die schnelle exponentiale F_EXP, die übergangsweise lineare F_TRANS, und die untere lineare Abklingfunktion F_TRANS stellen dar, wie und warum die gesamte nominale Zeit T_NOMINAL unterschiedlich ist, wenn Werte ursprünglich in die Oberseite des OBEREN-MITTLEREN Bereichs beim NOMinalen Maximum bei I_N anstelle des MAXimums an der Oberseite des OBEREN Bereichs gezeichnet werden. T₀ bis T_A ist gleich T₁ bis T₂, T_A bis T_B ist gleich T₂ bis T₃ und T_B bis T_NOMINAL ist gleich T₃ bis T_MAX. T_MAX, die gesamte Abklingzeit für einen ursprünglichen Eintrag beim MAXimalen mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Wert, der im Rasterspeicher gespeichert werden kann (die Oberseite des OBEREN Bereichs), ist auch gleich T_NOMINAL, der gesamten Abklingzeit für einen ursprünglichen Eintrag beim NOMinalen Wert an der Oberseite des OBEREN-MITTLEREN Bereichs, plus T₀ bis T₁, der Zeit, die erforderlich ist, um durch den OBEREN Bereich hindurch gemäß F_T abzuklingen. Die letztere Zeit, T₀ bis T₁, die Zeit, die zum Abklingen durch den OBEREN Bereich hindurch gemäß F_T erforderlich ist, ist die zusätzliche Zeit, die Pixel, die zu ungewöhnlichen Wellenformen gehören, auf dem maximalen Helligkeitspegel gehalten werden, wenn der OBERE Bereich nur als Zähler/Zeitgeber verwendet wird und alle mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Werte in diesem auf den Maximalwert der Bildschirmintensität der Rasterabtastanzeige abgebildet werden, derselbe Wert, auf den I_N abgebildet wird.
Es sollte auch beachtet werden, daß die Abklingfunktion F_TRANS (alias F_LM), die im UNTEREN-MITTLEREN Übergangsbereich (Werte zwischen I_A und I_B) von 2D verwendet wird, nicht dieselbe ist wie die Übergangsfunktion F_M, die im MITTLEREN Bereich von 2C verwendet wird, obwohl sie derselben Funktion dient. In 2D verwendet die Übergangsfunktion F_TRANS eine Steigung, die zwischen den Steigungen der Funktionen über und unter dieser, F_EXP und F_LINEAR, liegt, während die F_M-Funktion in 2C mit einem vollständig anderen Prinzip arbeitet, d.h. alle Punkte bilden auf den Endpunkt ab.
Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die Bedienpersoneneingabe in einer Vielzahl von Weisen verwendet werden, um zu helfen, die Neuheitsschwelle, die vom Schwellenrechner 24 in 1 ausgegeben wird, zu bestimmen. Die Bedienpersoneneingabe kann auch verwendet werden, um alle Übertragungsfunktionen und/oder die Schwellen, die verwendet werden, um die Grenzen zwischen den in 2A–2D gezeigten Bereichen festzulegen, zu bestimmen oder zu beeinflussen.
In Abhängigkeit von anderen Werten, die in der Implementierung verwendet werden, können lineare Steigungen durch Dekrementieren um Eins, Dekrementieren um ganze Zahlen, die größer sind als Eins, Dekrementieren um die Potenz von zwei Bruchteilen, oder Dekrementieren um Eins oder eine Potenz von zwei Bruchteilen gemäß einer Wahrscheinlichkeitsfunktion implementiert werden. Das letztere implementiert das Dekrementieren um Zahlen, die geringer als Eins oder geringer als ein spezieller Bruchteil sind. Es wird unter Verwendung eines Zufallszahlengenerators in Verbindung mit einem Schwellengenerator und einem Vergleicher durchgeführt. Der Schwellengenerator bestimmt eine Wahrscheinlichkeit durch Erzeugen einer Schwellenzahl, die dann mit der Ausgabe des Zufallszahlengenerators verglichen wird, um festzustellen, ob die Wahrscheinlichkeit erfüllt wurde oder nicht. Exponentielle Abklingungen mit veränderlichen Raten können durch Implementieren von WERT_NEU = WERT_ALT·X/16 iterativ und rekursiv durchgeführt werden, wobei X durch die Bedienpersoneneingabe beeinflußt werden kann.
Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute ersichtlich, daß viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Sobald beispielsweise der Ausdruck "mit der Intensität in Zusammenhang stehende Werte" verwendet wird, könnte statt dessen oder ebenso der Ausdruck "mit der Farbe in Zusammenhang stehende Werte" verwendet werden.

Claims

Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen, die von einem im Allgemeinen sich wiederholenden elektrischen Signal abweichen, während der Überwachung durch ein digitales Oszilloskop, wobei das Verfahren den vorherigen Schritt des Festlegens "neuer" Pixel als Pixel, die einen mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Rasterspeicherinhalt unter einer Neuheitsschwelle aufweisen, umfaßt und die zusätzlichen Schritte umfaßt: Bestimmen einer Anzahl von "neuen" Pixeln, die durch jeden Wellenformrasterisierungsprozeß beeinflußt werden; Vergleichen der bestimmten Anzahl von "neuen" Pixeln mit einer Neuheitsschwellenanzahl von Pixeln; und wenn die bestimmte Anzahl von Pixeln geringer ist als die Neuheitsschwellenanzahl von Pixeln, Klassifizieren dieser rasterisierten Wellenform als normale Wellenform; oder wenn die bestimmte Anzahl von Pixeln höher ist als die Neuheitsschwellenanzahl von Pixeln, Klassifizieren dieser rasterisierten Wellenform als ungewöhnliche Wellenform, wobei: der mit der Intensität in Zusammenhang stehende Rasterspeicherstelleninhalt gemäß einer Abklingfunktion periodisch dekrementiert wird.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach Anspruch 1, wobei die Neuheitsschwelle Null ist.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach Anspruch 1, wobei die Neuheitsschwelle größer ist als Null.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach Anspruch 1, wobei die Neuheitsschwelle durch eine Bedienpersoneneingabe beeinflußt wird.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach Anspruch 1, wobei der mit der Intensität in Zusammenhang stehende Rasterspeicherstelleninhalt gemäß einer von einer Anzahl von Abklingfunktionen periodisch dekrementiert wird, wobei jede Abklingfunktion einem anderen Bereich einer Spanne von mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Werten, die die Rasterspeicherstelle speichern kann, zugeordnet ist.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach Anspruch 5, wobei die wirksame Abklingfunktion unter der Anzahl von Abklingfunktionen durch den mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Wert, der in der Rasterspeicherstelle enthalten ist, die gerade verarbeitet wird, bestimmt wird.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Neuheitsschwelle gleich einem mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Wert ist, der in einem Bereich liegt, von welchem alle mit der Intensität in Zusammenhang stehenden Werte zur Anzeige auf eine Intensität von Null abgebildet werden.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die Neuheitsschwellenanzahl von Pixeln durch ein Verfahren bestimmt wird, das das Zählen der Anzahl von Pixeln, die zum ersten Mal beeinflußt werden, in jeder von einem Mustersatz von Wellenformrasterisierungen umfaßt.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Neuheitsschwellenanzahl von Pixeln durch ein Verfahren bestimmt wird, das eine Bedienpersoneneingabe beinhaltet.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach einem vorangehenden Anspruch, welches ferner den Schritt des Reagierens auf die Klassifizierung einer Wellenform als ungewöhnliche Wellenform durch erneutes Rasterisieren dieser Wellenform mit verstärkter Intensität umfaßt.
Verfahren zum automatischen Erfassen von ungewöhnlichen Wellenformen nach einem vorangehenden Anspruch, welches ferner den Schritt des Reagierens auf die Klassifizierung einer Wellenform als ungewöhnliche Wellenform durch erneutes Rasterisieren dieser Wellenform mit einer Codierung zur Erzeugung einer anderen Farbe umfaßt.