[发明专利]一种提高低采样率情况下信号显示质量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术，尤其涉及一种当模拟信号频率较高，而 数模信号采样率较低情况下，提高信号显示或打印质量的方法。

背景技术

电信号的提取是通过一定频率的数模信号A/D采样获取，相当于对 原始信号的一种抽样，而抽样的频率必须满足奈奎斯特频率，即采样的 奈奎斯特频率必须大于信号的最高频率，这样才能确保抽样的有效性。 但是在实际应用中，即便是满足奈奎斯特频率的信号采样，当信号的频 率较高时，仍然会由于信号周期与采样周期的不同步而导致峰值信息的 损失，从而导致信号的显示和打印效果不佳。

这种问题可以依靠大大提高数模信号采样率来获得很好的解决，现 在已知的通用方法是提高A/D采样率，以远大于奈奎斯特频率的采样频 率对信号进行硬件采样，获得大量的抽样值，可以提高精度，获得更好 的显示和打印质量。但是这会增加系统资源的负担，包括大大增加存储 容量，消耗更多的系统运算资源，或增加A/D转换的负担，即需要更高 采样率的硬件AD转换器。为了改善信号显示和打印的效果，需要提出一 种对原始采样信号进行校正的方法，即，在系统资源可承受的范围之内， 通过算法来尽可能的保留原始信号的一些关键性信息，譬如峰值点或局 部的极值点。这些关键性信息在人对这些信号的主观感受上起着重要的 作用，会显著的影响信号的显示质量和打印质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高低采样率情况下信号 显示质量的方法，该方法可以解决在信号频率高、抽样点不足的情况下， 信号显示和打印质量差的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种提高低采样率情况下信号显示质量的方法，包括以下步骤：

A、对原始信号进行数模采样，获得原始采样数据；

B、根据设定的增抽样倍数对原始采样数据内插补入零值，得到补 零后的数据序列；并设计一滤波器，采用卷积滤波算法对补零后的数据 序列进行滤波，获得增抽样后的校正信号；

C、对增抽样后的校正信号进行减抽样处理，获得校正信号。

所述的方法，其中：所述步骤C所述的减抽样处理采用保留峰值和 局部极值的减抽样处理法。

所述的方法，其中：所述步骤B所述的滤波器为低通滤波器，其阶 数为所述增抽样倍数的整数倍且为偶数，其截止频率设定在奈奎斯特频 率处。

所述的方法，其中：所述步骤B采用如下处理步骤：

B1、定义一缓存队列，用于对原始采样数据按照先进先出的规则进 行区段缓存，其缓存数据设定为m/q+1个，且缓存队列中的第一个数为 第一个原始采样数据；其中m为所述低通滤波器阶数，q为增抽样倍数；

B2、将原始采样数据依次压入所述缓存队列，从第一个原始采样数 据开始，每压入一个数据，缓存队列中的各数据与所述低通滤波器队列 按q点间隔抽样的数据进行卷积，得到该数据单元的第一个增抽样校正 数据；之后，所述低通滤波器队列的各数据平移一位，缓存队列中的各 数据与平移一位后的低通滤波器队列按q点间隔抽样的数据进行卷积， 得到该数据单元的第二个增抽样校正数据；以此类推，直至得到该数据 单元的第q个增抽样校正数据；

B3、判断是否已向所述缓存队列压入了所有的原始采样数据，如果 否，则转入步骤B2，如果是，则获得增抽样后的校正信号。

所述的方法，其中：所述步骤B2还包括如下处理：在向所述缓存 队列压入原始采样数据时，对原始采样数据起始段和截止段进行相应补 零扩展处理。

所述的方法，其中：所述步骤C包括如下处理：将校正信号按照不 同的曲线变化规律分成几种曲段，对不同曲段设定采用提取极值或平均 值作为该曲段的抽样值点。

所述的方法，其种：所述步骤C包括如下处理：将校正信号分成5 种曲段，对趋势上升的曲段，提取最小值点作为该曲段的抽样值点；对 趋势下降的曲段，提取最大值点作为该曲段的抽样值点；对凸形曲段， 提取最大值点作为该曲段的抽样值点；对凹形曲段，提取最小值点作为 该曲段的抽样值点；对于波动曲段，提取该曲段中所有采样点的平均值 作为该曲段的抽样值点。

所述的方法，其中：所述低通滤波器为有限脉冲响应滤波器。

另一种提高低采样率情况下信号显示质量的方法，包括以下步骤：