[发明专利]一种基于滑动窗口的数据可视化方法和系统

说明书

本发明提供一种基于滑动窗口的数据可视化方法和系统，可视化方法包括：基于滑动窗口的长度和显示区域宽度上的像素数目，确定滑动窗口中的每一像素列的流数据点数；对于任一像素列，获取任一像素列的第一个流数据点、最后一个流数据点、流数据最大值点和流数据最小值点组成一像素列组，作为任一像素列对应的像素列组；多个像素列组组成一个维护列组，将维护列组存入循环数组，多个像素列组的维护列组数目与显示区域宽度上的像素数目相等；对维护列组中的所有流数据点进行重新渲染，以使得数据可视化。本发明大大缩减了数据量，对于内存占用、渲染效率都有很大的提升。本发明可以在流数据高速到来的条件下，对滑动窗口内的流数据进行高效的渲染。

技术领域

本发明涉及计算机可视化技术领域，更具体地，涉及一种基于滑动窗口的数据可视化方法和系统。

背景技术

时间序列数据的可视化分析在金融、银行业、制造业在内的许多行业中有广泛的需求。流数据是时间序列数据中重要的一种，对流数据的监控有着重要的意义和广泛的用途。滑动时间窗口模型是流数据的一种重要分析手段：新数据不断地进入窗口，而过期数据则被移出窗口。滑动窗口模型可以让用户聚焦于最近一段时间内的数据变化。

现有的技术中基本上没有对于滑动窗口的可视化进行优化的方法。传统的可视化工具，如Tableau Desktop 8.1、SAP Lumira 1.13、Qlik View11.20没有对海量数据的可视化进行优化，而是简单地将用户指定的时间内的所有数据都映射在屏幕上——这将影响显示效率。开源技术M4是一种比较经典的无误差数据规约技术，可以将大量的数据缩减到很小的数据量，同时不影响可视化效果，但是没有针对流数据进行优化。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题的一种基于滑动窗口的数据可视化方法和系统。

根据本发明的一个方面，提供一种基于滑动窗口的数据可视化方法，包括：基于滑动窗口的长度和显示区域宽度上的像素数目，确定所述滑动窗口中的每一像素列的流数据点数；对于任一像素列，获取所述任一像素列的第一个流数据点、最后一个流数据点、流数据最大值点和流数据最小值点组成一像素列组，作为所述任一像素列对应的像素列组；多个像素列组组成一个维护列组，将所述维护列组存入循环数组，所述多个像素列组的维护列组数目与所述显示区域宽度上的像素数目相等；对所述维护列组中的所有流数据点进行重新渲染，以使得数据可视化。

优选地，所述基于滑动窗口的长度和显示区域的像素宽度，确定所述滑动窗口中的每一像素列的流数据点数进一步包括：基于滑动窗口的长度和显示区域宽度上的像素数目，通过下式确定所述滑动窗口中的每一像素列的流数据点数：

其中，g为所述滑动窗口中的每一像素列的流数据点数，n为滑动窗口的长度，W为显示区域宽度上的像素数目。

优选地，所述任一像素列对应的像素列组中的所有流数据点的保存顺序为各自的到达次序。

优选地，所述对所述维护列组中的所有流数据点进行重新渲染，以使得数据可视化进一步包括：按照预设的渲染频率对所述维护列组中的所有流数据点进行重新渲染，以使得数据可视化；所述预设的渲染频率的最大值是60Hz。

优选地，重新渲染的时间间隔不小于时间间隔临界值，所述时间间隔临界值为：

其中，p_user为预设的渲染频率。

优选地，所述对所述维护列组中的所有流数据点进行重新渲染，以使得数据可视化进一步包括：判断到达的流数据点能否组成一个维护列组，若能组成一个维护列组，则对所述维护列组中的所有流数据点进行重新渲染，以使得数据可视化；若不能组成一个维护列组，则等待后续流数据点到达，直至到达的流数据点能组成一个维护列组。

优选地，对所述维护列组中的所有流数据点进行重新渲染的最大渲染频率为：