一種數據云圖創建方法與裝置與流程

本發明涉及飛機結構有限元分析技術領域，特別是涉及一種數據云圖創建方法與裝置。

背景技術：

隨著計算機圖形技術的迅速發展，有限元軟件越來越重視對軟件的前后處理功能的研究。目前所有的有限元軟件都具有良好的前后處理功能和友善的用戶界面。在有限元分析中，通過有限元計算可以得到大量的分析數據，為了使設計人員能直觀和迅速地對計算結果進行分析和評估，常常都會采用等值線圖或者云圖來直觀展示數據的分布。采用云圖查看數據的方式在效果上相較于等值線圖往往更勝一籌，這是由于它能顯示數據的連續的變化。

目前，云圖的創建需要基于等差色階，等差色階中包括多個階值，量階值間的數據段對應同一個顏色。云圖的顯示效果與數據的分布密切相關。要得到一個色彩分布均勻，數據走向非常清晰的云圖跟計算結果數據的分布也密切相關。具體地，當計算出的結果數據是基于均布概率分布的情況下，能得到一個色彩比較均勻，走向非常清晰的云圖。但是如果結果數據概率分布不均勻，大量數據集中在某個區域，少量數據在其他的區域而且數據值相差比較大，這樣所得到的云圖基本是一個顏色，云圖中數據走線不清晰，無法準確的展示數據的分布。

技術實現要素：

鑒于上述現有的基于等差色階創建云圖的方案中存在的無法準確的展示數據的分布的問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的數據云圖創建方法與裝置。

依據本發明的一個方面，提供了一種數據云圖創建方法，其中，所述方法包括：針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數；將所述數值進行增值處理，并將所述數值轉化為正數；依據確定的對數函數，計算轉化后的所述正數的對數值；依據對數色階以及計算得到的各對數值，創建數據云圖。

可選地，所述針對待處理的各數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數的步驟，包括：針對待處理的各數值，確定所述數值的正負性；當所述數值為正數時，確定y＝logax(a＞1)為與所述數值匹配的第一對數函數；當所述數值為負數時，確定y＝logax(0＜a＜1)為與所述數值匹配的第二對數函數；其中，y為以a為底x的對數值。

可選地，所述將所述數值進行增值處理，并將所述數值轉化為正數的步驟，包括：當所述數值為正數時，將所述數值增大第一預設值，其中，所述第一預設值為正整數；當所述數值為負數時，將所述數值減小第二預設值后求絕對值，將所得絕對值作為所述數值轉化后的正數，其中，所述第二預設值為正整數；

可選地，所述第一預設值與所述第二預設值均為1。

可選地，在所述針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數的步驟之前，所述方法還包括：將等差色階中的各階值求對數；采用計算所得的各對數對應替換各階值，得到對數色階。

依據本發明的另一個方面，還提供了一種數據云圖創建裝置，其中，所述裝置包括：對數函數確定模塊，用于針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數；數據處理模塊，用于將所述數值進行增值處理，并將所述數值轉化為正數；計算模塊，用于依據確定的對數函數，計算轉化后的所述正數的對數值；創建模塊，用于依據對數色階以及計算得到的各對數值，創建數據云圖。

可選地，所述對數函數確定模塊包括：正負性確定子模塊，用于針對待處理的各數值，確定所述數值的正負性；第一對數函數確定子模塊，用于當所述數值為正數時，確定y＝logax(a＞1)為與所述數值匹配的第一對數函數；第二對數函數確定子模塊，用于當所述數值為負數時，確定y＝logax(0＜a＜1)為與所述數值匹配的第二對數函數；其中，y為以a為底x的對數值。

可選地，所述數據處理模塊包括：第一子模塊，用于當所述數值為正數時，將所述數值增大第一預設值，其中，所述第一預設值為正整數；第二子模塊，用于當所述數值為負數時，將所述數值減小第二預設值后求絕對值，將所得絕對值作為所述數值轉化后的正數，其中，所述第二預設值為正整數。

可選地，所述第一預設值與所述第二預設值均為1。

可選地，所述裝置還包括：對數色階創建子模塊，用于在所述對數函數確定模塊針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數之前，將等差色階中的各階值求對數；采用計算所得的各對數對應替換各階值，得到對數色階。

本發明實施例提供的數據云圖創建方案，通過將待處理的數值對數化，對等差色階中各階值進行對數化，繪制對數色階，基于對數色階來繪制對數云圖，能夠擴大每個色階覆蓋范圍。這樣，即便結果數據概率分布不均勻，大量數據集中在某個區域，少量數據在其他的區域而且數據值相差比較大，所得到的云圖中各顏色也能夠充分分離體現，在云圖中能夠顯示出清晰的數據走線，能夠準確的展示數據的分布。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1是根據本發明實施例一的一種數據云圖創建方法的步驟流程圖；

圖2是根據本發明實施例二的一種數據云圖創建方法的步驟流程圖；

圖3是對數曲線示意圖；

圖4是根據本發明實施例三的一種數據云圖創建裝置的結構框圖；

圖5是根據本發明實施例四的一種數據云圖創建裝置的結構框圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

實施例一

參照圖1，示出了本發明實施例一的一種數據云圖創建方法的步驟流程圖。

本發明實施例的數據云圖創建方法包括以下步驟：

步驟101：針對待處理的每個數值，依據該數值的正負性確定與數值匹配的對數函數。

數值正、負性不同所對應的對數函數也不同，因此，需要依據數值的正負性確定與數值匹配的對數函數。

步驟102：將數值進行增值處理，并將數值轉化為正數。

對數值進行增值處理時，可以當待處理的數值大于零時，將該數值加上某一正數；當待處理的數值小于零時，將該數值減去某一正數，然后再求絕對值。

步驟103：依據確定的對數函數，計算轉化后的正數的對數值。

重復執行步驟101至步驟103對各待處理數值進行對數處理，得到多個對數值，所得到的各對數值則為后期所創建云圖中的顯示值。

步驟104：依據對數色階以及計算得到的各對數值，創建數據云圖。

其中，對數色階包含的各階值是現有的等差色階中的各階值的對數值。

本發明實施例提供的數據云圖創建方法，通過將待處理的數值對數化，對等差色階中各階值進行對數化，繪制對數色階，基于對數色階來繪制對數云圖，能夠擴大每個色階覆蓋范圍。這樣，即便結果數據概率分布不均勻，大量數據集中在某個區域，少量數據在其他的區域而且數據值相差比較大，所得到的云圖中各顏色也能夠充分分離體現，在云圖中能夠顯示出清晰的數據走線，能夠準確的展示數據的分布。

實施例二

參照圖2，示出了本發明實施例二的一種數據云圖創建方法的步驟流程圖。

本發明實施例的數據云圖創建方法包括以下步驟：

步驟201：針對待處理的各數值，確定數值的正負性；當數值為正數時，執行步驟202；當數值為負數時，執行步驟205。

本發明實施例中的數值云圖創建方法適用于對任意類型的結果數據進行分析，無論結果數據概率分布均勻或不均勻。

更為優選的本發明實施例提供的數據云圖創建方法，適用于對數據量級都在10的n次方的結果數據進行分析。例如：對飛機制造業中飛機機翼中包含的各有限元的原始值進行分析。

待處理的結果數據中包含多個數值，針對每個數值需執行步驟201至步驟206中所示的流程，將該數值轉化為對數值。

步驟202：當數值為正數時，確定與數值匹配的第一對數函數。

其中，第一對數函數為y＝logax(a＞1)，y為以a為底x的對數值。

步驟203：將數值增大第一預設值。

其中，第一預設值為正整數。

本步驟中對數值進行增值處理，并將數值轉化為正數。

步驟204：依據確定的第一對數函數，計算轉化后的正數的對數值；然后執行步驟208。

步驟205：當數值為負數時，確定與數值匹配的第二對數函數。

其中，第二對數函數為y＝logax(0＜a＜1)，y為以a為底x的對數值。

步驟206：將數值減小第二預設值后求絕對值，將所得絕對值作為該數值轉化后的正數。

其中，第二預設值為正整數。

步驟207：依據確定的第二對數函數，計算轉化后的正數的對數值；然后執行步驟208。

優選地，第一預設值、第二預設值均為1。當有限元的原始值即待處理數值大于0時，先對原始值加1，然后再通過第一對數函數對其求對數，得到的對數值作為云圖顯示的值。當有限元的原始值小于0時，先對原始值減1，然后再通過第二對數函數對其絕對值求對數，得到的對數值作為云圖顯示的值。本發明實施例中對有限元的原始值大于0的情況加1，小于0的情況減1。由圖3對數曲線圖我們可以很容易看出，當x大于1的情況對應的y的值是0到+∞，而當x小于0，對其求絕對值后通過第二對數函數求對數。當x小于-1就變成0到-∞。這樣就變成了一個-∞到+∞連續的曲線。

步驟208：依據對數色階以及計算得到的各對數值，創建數據云圖。

通過步驟201至步驟207處理得到的各對數值，將作為云圖上所顯示的值。

其中，對數色階為預先通過現有的等差色階轉換得到，具體轉換方式如下：將等差色階中的各階值求對數；采用計算所得的各對數對應替換各階值，得到對數色階。

例如：等差色階包括11個階值，則轉換后的對數色階也包括11個階值。

在本發明實施例中提供的數據云圖創建方法，通過一個特定算法解決了云圖中數據走向不夠清晰的問題。舉個例子：某個有限元的數據最大值是1.24e+006，最小值-1.24+006，而且大量數據又是集中在最大值和最小值附近，中間分布的值不多的情況下，如果只是單純的把這些數據通過云圖顯示出來，我們可能看到的就是兩大塊不同色彩的區域(數據比較集中的最大值區域和最小值區域)，并不能看到少量數據的區域，更不能看到數據連續的走向趨勢。在這種情況可以通過本發明的特定算法，解決這個問題，能夠得到分布均勻數據連續走向趨勢明顯的云圖。

本發明實施例提供的數據云圖創建方法，通過將待處理的數值對數化，對等差色階中各階值進行對數化，繪制對數色階，基于對數色階來繪制對數云圖，能夠擴大每個色階覆蓋范圍。這樣，即便結果數據概率分布不均勻，大量數據集中在某個區域，少量數據在其他的區域而且數據值相差比較大，所得到的云圖中各顏色也能夠充分分離體現，在云圖中能夠顯示出清晰的數據走線，能夠準確的展示數據的分布。

實施例三

參照圖4，示出了本發明實施例三的一種數據云圖創建裝置的結構框圖。

本發明實施例的數據云圖創建裝置包括：對數函數確定模塊301，用于針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數；數據處理模塊302，用于將所述數值進行增值處理，并將所述數值轉化為正數；計算模塊303，用于依據確定的對數函數，計算轉化后的所述正數的對數值；創建模塊304，用于依據對數色階以及計算得到的各對數值，創建數據云圖。

本發明實施例提供的數據云圖創建裝置，通過將待處理的數值對數化，對等差色階中各階值進行對數化，繪制對數色階，基于對數色階來繪制對數云圖，能夠擴大每個色階覆蓋范圍。這樣，即便結果數據概率分布不均勻，大量數據集中在某個區域，少量數據在其他的區域而且數據值相差比較大，所得到的云圖中各顏色也能夠充分分離體現，在云圖中能夠顯示出清晰的數據走線，能夠準確的展示數據的分布。

實施例四

參照圖5，示出了本發明實施例四的一種數據云圖創建裝置。

本發明實施例的數據云圖創建裝置是對實施例三中數據云圖創建裝置的進一步優化，優化后的裝置包括：對數函數確定模塊401，用于針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數；數據處理模塊402，用于將所述數值進行增值處理，并將所述數值轉化為正數；計算模塊403，用于依據確定的對數函數，計算轉化后的所述正數的對數值；創建模塊404，用于依據對數色階以及計算得到的各對數值，創建數據云圖。

優選地，對數函數確定模塊401包括：正負性確定子模塊4011，用于針對待處理的各數值，確定所述數值的正負性；第一對數函數確定子模塊4012，用于當所述數值為正數時，確定y＝logax(a＞1)為與所述數值匹配的第一對數函數；第二對數函數確定子模塊4013，用于當所述數值為負數時，確定y＝logax(0＜a＜1)為與所述數值匹配的第二對數函數；其中，y為以a為底x的對數值。

優選地，數據處理模塊402包括：第一子模塊4021，用于當所述數值為正數時，將所述數值增大第一預設值，其中，所述第一預設值為正整數；第二子模塊4022，用于當所述數值為負數時，將所述數值減小第二預設值后求絕對值，將所得絕對值作為所述數值轉化后的正數，其中，所述第二預設值為正整數。

優選地，所述第一預設值與所述第二預設值均為1。

優選地，所述裝置還包括：對數色階創建子模塊405，用于在所述對數函數確定模塊401針對待處理的每個數值，依據所述數值的正負性確定與所述數值匹配的對數函數之前，將等差色階中的各階值求對數；采用計算所得的各對數對應替換各階值，得到對數色階。

本實施例的數據云圖創建裝置用于實現前述實施例一以及實施例二中相應的數據云圖創建方法，并且具有相應的方法實施例的有益效果，在此不再贅述。

在此提供的數據云圖創建方案不與任何特定計算機、虛擬系統或者其它設備固有相關。各種通用系統也可以與基于在此的示教一起使用。根據上面的描述，構造具有本發明方案的系統所要求的結構是顯而易見的。此外，本發明也不針對任何特定編程語言。應當明白，可以利用各種編程語言實現在此描述的本發明的內容，并且上面對特定語言所做的描述是為了披露本發明的最佳實施方式。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應當理解，為了精簡本公開并幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在上面對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權利要求書所反映的那樣，發明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。

本領域那些技術人員可以理解，可以對實施例中的設備中的模塊進行自適應性地改變并且把它們設置在與該實施例不同的一個或多個設備中。可以把實施例中的模塊或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發明的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發明的各個部件實施例可以以硬件實現，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現，或者以它們的組合實現。本領域的技術人員應當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數字信號處理器(dsp)來實現根據本發明實施例的數據云圖創建方案中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發明還可以實現為用于執行這里所描述的方法的一部分或者全部的設備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產品)。這樣的實現本發明的程序可以存儲在計算機可讀介質上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網網站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應該注意的是上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。