原始數(shù)據(jù)不總能即刻傳遞有用信息。通常，用戶必須變換信號(hào)、去除噪聲干擾、糾正因設(shè)備故障損壞的數(shù)據(jù)或補(bǔ)償環(huán)境影響（如：溫度與濕度）。為此，信號(hào)處理，作為對(duì)信號(hào)的分析、解釋和操作，是幾乎各類工程應(yīng)用中的基本需求。借助LabVIEW軟件完整的分析功能，無需浪費(fèi)時(shí)間移動(dòng)不相容工具之間的數(shù)據(jù)，無需編寫自己的分析規(guī)程，就能處理各類信號(hào)。

自由選擇最適合分析的方法
用戶可選用多種方式將分析納入配有LabVIEW的應(yīng)用中。通常，用戶希望將最適合的決策方式作為分析結(jié)果。

借助在線分析, 加快決策
在線分析表明：數(shù)據(jù)接受相同應(yīng)用程序的分析和采集。若應(yīng)用程序可根據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)的特征監(jiān)測(cè)信號(hào)并改變行為，用戶就需要在采集數(shù)據(jù)時(shí)加以分析。通過測(cè)量和分析信號(hào)的某些方面，用戶能讓應(yīng)用適合某些情況并啟用合適的執(zhí)行參數(shù)——可以將數(shù)據(jù)保存至磁盤或提高采樣率。盡管這只是一個(gè)范例，但有數(shù)千種應(yīng)用程序都需要一定的智能（根據(jù)不同的條件作出相應(yīng)決定的能力）；適應(yīng)性也是必需的，只能將分析算法添加到應(yīng)用程序中才有實(shí)現(xiàn)的可能。

通常，作出決定基于數(shù)據(jù)自動(dòng)化。這意味著：邏輯被構(gòu)建至應(yīng)用程序，以處理某些行為。例如，當(dāng)溫度越過閾值或振動(dòng)水平過高時(shí)，工廠監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)點(diǎn)亮1個(gè)LED來給出提示。然而，并非所有基于采獲數(shù)據(jù)的決定都是自動(dòng)作出的。為確定系統(tǒng)是否按預(yù)期運(yùn)行，用戶往往必須監(jiān)測(cè)執(zhí)行。您不應(yīng)記錄數(shù)據(jù)、從文件或數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)，再對(duì)它進(jìn)行離線分析只為發(fā)現(xiàn)采集中的問題，而應(yīng)在采集數(shù)據(jù)時(shí)辨識(shí)問題。這些時(shí)候，應(yīng)用程序必須處理采獲的數(shù)據(jù)，再用一種最適用的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、簡(jiǎn)化、規(guī)范化和顯示。LabVIEW中對(duì)話的內(nèi)置套件，可令創(chuàng)建的應(yīng)用程序向操作人員或用戶提供選件。例如，若溫度過高，對(duì)話可以敦促操作人員采用指定操作，然后按“確定(OK)”或“繼續(xù)(Continue)”按鈕，繼續(xù)應(yīng)用程序。

無論決策是由內(nèi)置邏輯還是人類用戶做出，LabVIEW均提供分析和數(shù)學(xué)規(guī)程，從而完美結(jié)合數(shù)據(jù)采集函數(shù)和顯示功能。這讓它們可能被輕松構(gòu)建至各類應(yīng)用程序；用戶無需按照各色工具的需要繁瑣地為數(shù)據(jù)賦予不同格式。此外，LabVIEW提供用于逐點(diǎn)執(zhí)行的分析規(guī)程；這些規(guī)程的設(shè)計(jì)可專門滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用程序中在線分析的需求。

逐點(diǎn)分析帶來更貼近輸入信號(hào)的智能
逐點(diǎn)分析是在線分析的子集；其結(jié)果在單個(gè)而非一組樣本獲取后計(jì)算得到。在處理能提供高速、確定單點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的控制過程中，此類分析是必要的。逐點(diǎn)的方法簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試過程，因?yàn)閼?yīng)用程序流和應(yīng)用程序所監(jiān)視和控制的真實(shí)世界中的自然流動(dòng)十分相似。

圖1. 基于數(shù)組的分析較之逐點(diǎn)分析

借助精簡(jiǎn)式逐點(diǎn)分析，采集和分析過程能夠趨近控制點(diǎn)，因?yàn)椴杉蜎Q策之間的延遲被最大程度縮減了。如需進(jìn)一步縮減這類采集延時(shí)，可將分析部署至現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)芯片、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片、嵌入式控制器、專用CPU、ASIC。

將強(qiáng)大的算法與規(guī)程添加至應(yīng)用程序后，您能減少猜測(cè)并創(chuàng)建智能處理，從而在運(yùn)行時(shí)分析結(jié)果、提高效率并且反復(fù)地將實(shí)驗(yàn)或處理性能與輸入變量相關(guān)聯(lián)。

通過離線分析查看數(shù)據(jù)
采用分析規(guī)程時(shí)，在線分析不總是正確的方法。若用戶無需在采集數(shù)據(jù)時(shí)做決定，可選擇進(jìn)行離線分析。通常，離線分析應(yīng)用的目的是：通過多個(gè)數(shù)據(jù)集的相互關(guān)聯(lián)，識(shí)別變量的成因和影響。由于此類分析在數(shù)據(jù)采集后做出，用戶不受數(shù)據(jù)采集的定時(shí)和內(nèi)存限制；進(jìn)行此類分析只需獲得足夠用的計(jì)算資源。這為分析提供了幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。首先，離線分析提供強(qiáng)大許多的數(shù)據(jù)交互性，令您能夠真正探究原始數(shù)據(jù)和分析實(shí)現(xiàn)結(jié)果。直方圖、趨勢(shì)分析和曲線擬合都是常見的離線分析任務(wù)。另外，考慮到處理大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)時(shí)，信號(hào)處理算法所耗用的大量時(shí)間，在線采集的瓶頸不再是關(guān)注的焦點(diǎn)。

在LabVIEW中保存并調(diào)回適合更多分析的數(shù)據(jù)
分析采集范疇外被采獲的數(shù)據(jù)通常需要用戶將數(shù)據(jù)傳輸至文件，無論它具有二進(jìn)制、文本還是自定義格式。LabVIEW兼容各類標(biāo)準(zhǔn)文件格式，但DataPlugins擴(kuò)展了LabVIEW的數(shù)據(jù)文件支持能力。用戶可使用DataPlugins來描述各類自定義文件格式并告訴LabVIEW如何詮釋包含存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件。將信號(hào)處理應(yīng)用于采集到的數(shù)據(jù)，無論是從硬件設(shè)備實(shí)時(shí)采集還是直接打開文件獲取數(shù)據(jù)，流程都是一樣的。

數(shù)據(jù)便攜性確保您永不觸及盲端
使用LabVIEW時(shí)，用戶無需脫離LabVIEW環(huán)境，就能解決更多的應(yīng)用問題。有時(shí)用戶仍需將數(shù)據(jù)帶入另一個(gè)工具，在公司內(nèi)進(jìn)行離線分析或推廣。例如：遷移Microsoft Excel等程序，要先將采集的數(shù)據(jù)保存至格式可被Excel理解的文件，再在Excel中打開該數(shù)據(jù)。通常，詮釋格式化和不同應(yīng)用程序之間文件兼容性差異的必要步驟，對(duì)您而言只是另一項(xiàng)開發(fā)者需承擔(dān)的任務(wù)。所幸，LabVIEW有助通過內(nèi)置和附加工具，簡(jiǎn)化這些通常累贅的步驟。LabVIEW提供的內(nèi)置函數(shù)，既能將數(shù)據(jù)直接傳輸至Microsoft Excel從而將數(shù)據(jù)保存為兼容格式，也能通過LabVIEW報(bào)告生成工具包幫助用戶自動(dòng)創(chuàng)建源自采集和分析代碼的報(bào)告。如需對(duì)數(shù)據(jù)加強(qiáng)交互式分析，LabVIEW可很好地配合NI DIAdem數(shù)據(jù)管理和交互式分析軟件。

通過保存僅需數(shù)據(jù)節(jié)省時(shí)間
想在屏幕上查看數(shù)據(jù)，單憑數(shù)據(jù)的采集和處理往往是不夠的。您有時(shí)需要保存采集的數(shù)據(jù)以備今后參考；在硬盤和數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)數(shù)百或數(shù)千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)也并不稀奇。應(yīng)用程序運(yùn)行了一次乃至上百次后，用戶繼而可以提取信息以便作出決定、比較結(jié)果、對(duì)過程做適當(dāng)?shù)男薷?，直到獲得滿意的結(jié)果。

盲目存儲(chǔ)所有采集的數(shù)據(jù)，使累積大量數(shù)據(jù)相對(duì)容易，以至其變得無法管理。借助快速數(shù)據(jù)采集卡和足量的通道數(shù)，只需數(shù)毫秒就能獲取數(shù)千個(gè)值[NI PCI-6115 S系列數(shù)據(jù)采集(DAQ)卡每秒采集超過57 MB的原始數(shù)據(jù)]。搞清所有數(shù)據(jù)的意義并不是一項(xiàng)瑣碎的任務(wù)。工程師和科學(xué)家一般會(huì)提出報(bào)告，創(chuàng)建圖形，并最終用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來證實(shí)任何評(píng)估和結(jié)論。缺乏正確的工具，任務(wù)艱巨的同時(shí)，還導(dǎo)致效率下降。

借助LabVIEW，在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤前，可先輕松執(zhí)行重要的數(shù)據(jù)壓縮和規(guī)范化，這樣在提取已保存的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析或預(yù)覽時(shí)，就顯得更容易。重采樣、平均和數(shù)學(xué)變換，如：快速傅立葉變換(FFT)，可將大量原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為更有用的結(jié)果以便記錄和今后參考。

全面、可靠的功能
將分析與數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)顯示結(jié)合在單個(gè)應(yīng)用程序中，這在大多數(shù)軟件開發(fā)環(huán)境中不可能實(shí)現(xiàn)。典型的軟件包可以是：缺乏信號(hào)處理庫的通用編程語言、只執(zhí)行單個(gè)任務(wù)（即采集）的專項(xiàng)即用型(turnkey)應(yīng)用，就是結(jié)合對(duì)硬件和實(shí)際信號(hào)有限支持的數(shù)值分析工具。很少能夠滿足測(cè)量系統(tǒng)的全部需求（如：分析），這迫使您花時(shí)間傳輸工具之間的數(shù)據(jù)并在中間數(shù)據(jù)格式間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。有別于僅為數(shù)據(jù)采集或信號(hào)處理設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)工具，LabVIEW從開發(fā)時(shí)就提供完全集成的解決方案，幫助用戶在單一環(huán)境中同時(shí)采集并分析數(shù)據(jù)。

圖2. 顯示采集、分析并運(yùn)用ExpressVI記錄至文件的單個(gè)VI

作為一類針對(duì)工程應(yīng)用的工具，LabVIEW圖形化編程及其擴(kuò)展的整套信號(hào)處理和測(cè)量函數(shù)，極大簡(jiǎn)化了測(cè)量和在線分析應(yīng)用程序的開發(fā)。LabVIEW用戶可將這些函數(shù)集成到應(yīng)用程序中，進(jìn)行智能測(cè)量并更快地獲取數(shù)據(jù)。

內(nèi)置函數(shù)的擴(kuò)展程序庫
LabVIEW包含超過850個(gè)內(nèi)置信號(hào)處理、分析和數(shù)學(xué)函數(shù)，可簡(jiǎn)化多類應(yīng)用程序的開發(fā)。此類函數(shù)的范疇從高級(jí)且基于配置的助手延伸至低層次程序塊，便于您通過結(jié)合完全定制算法。使用這些范圍寬廣的函數(shù)，令您能在需要時(shí)靈活應(yīng)用必要的算法。

使用Express VI來交互式配置分析
基于配置的Express VI能夠最為簡(jiǎn)單地將在線測(cè)量分析和信號(hào)處理加入LabVIEW應(yīng)用。將Express VI添加至程序框圖時(shí)，顯示的對(duì)話有助您配置自己需要進(jìn)行的分析。這降低了將分析和信號(hào)處理算法添加至應(yīng)用造成的難度。眾多的信號(hào)分析Express VI，既為L(zhǎng)abVIEW開發(fā)提供配置方法，也包含LabVIEW的許多低層次信號(hào)處理功能。

圖3. 信號(hào)分析選板展現(xiàn)適合信號(hào)處理的廣泛Express VI

借助Express VI，用戶在交互地查看各類分析算法設(shè)置時(shí)，可立即看到配置對(duì)話中的結(jié)果。例如，幅值和電平測(cè)量Express VI執(zhí)行多類電平測(cè)量，如：直流、均方根、最大和最小峰、峰-峰計(jì)算、周期平均和周期均方根。

圖4. 配置窗口, 面向幅值和電平測(cè)量Express VI

類似的，濾波器Express VI提供的工具能夠配置低通、高通、帶通和帶阻等數(shù)字濾波器。針對(duì)該Express VI的配置對(duì)話可通過控制交互地配置濾波器設(shè)置，如：高和低截止頻率、針對(duì)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的抽頭數(shù)、針對(duì)無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器（Butterworth、Chebyshev、反Chebyshev、橢圓和Bessel)的拓?fù)溥x擇、階次選擇。

圖5. 配置窗口, 面向?yàn)V波器Express VI

分析數(shù)據(jù)中的一項(xiàng)普遍挑戰(zhàn)是：處理多個(gè)擁有不同采樣率卻須接受關(guān)聯(lián)的信號(hào)。然而，用戶能夠使用對(duì)齊和重采樣Express VI采集2個(gè)或多個(gè)信號(hào)，并通過工具對(duì)憑不同采樣率和采集參數(shù)采獲的信號(hào)進(jìn)行對(duì)齊和重采樣。該Express VI提供的工具，可選擇采集類型、對(duì)齊間隔、重采樣特性（最小dt、用戶自定義dt或基于參考信號(hào)）。

圖6. 配置窗口, 面向?qū)R和重采樣Express VI

LabVIEW還包含Express VI來實(shí)現(xiàn)以下高級(jí)功能:

頻譜測(cè)量

失真測(cè)量

單頻測(cè)量

幅值和電平測(cè)量

信號(hào)的時(shí)間與瞬態(tài)特性測(cè)量

曲線擬合

統(tǒng)計(jì)

卷積和相關(guān)

仿真信號(hào)

信號(hào)掩區(qū)和邊界

對(duì)齊和重采樣

借助可靠的分析函數(shù)節(jié)省時(shí)間
LabVIEW還包含一個(gè)完整的低電平信號(hào)分析函數(shù)庫，可執(zhí)行特定分析任務(wù)。這些VI被歸為兩大類：信號(hào)處理和數(shù)學(xué)。信號(hào)處理庫中的函數(shù)適合：濾波、信號(hào)生成、信號(hào)分析、變換、波形調(diào)理、波形生成、波形測(cè)量、加窗。僅在濾波VI子集中，就有面向Bessel、Butterworth、Chebyshev、橢圓、FIR加窗、反Chebyshev等內(nèi)容的濾波VI。數(shù)學(xué)庫中的函數(shù)適合不同方程、曲線擬合、幾何、積分、插值、線性代數(shù)、優(yōu)化、多項(xiàng)式、概率和統(tǒng)計(jì)。

低電平信號(hào)分析庫的一個(gè)范例是頻譜分析庫（如圖7所示）。

圖7. 頻譜分析選板

該選板內(nèi)的一項(xiàng)常用VI是自功率譜VI，可計(jì)算時(shí)域信號(hào)的單邊且經(jīng)縮放的自功率譜。用戶無須從頭開發(fā)功率譜代碼，就能立即使用該VI并能節(jié)省大量時(shí)間。如圖8所示：如需查看或編輯包含自功率譜等VI的代碼，用戶可雙擊其程序框圖圖標(biāo)以訪問對(duì)應(yīng)的程序框圖，從而立刻查看源代碼。

圖8. 自動(dòng)功率譜VI程序框圖

這些分析庫擁有20年的可靠使用歷史；NI繼續(xù)向圖形數(shù)學(xué)和信號(hào)處理庫集中注資，并且加入新型函數(shù)以及單核與多核性能。

在LabVIEW中結(jié)合數(shù)學(xué)方法和自然基于文本的數(shù)學(xué)
使用LabVIEW的用戶在開發(fā)算法、分析結(jié)果或處理信號(hào)時(shí)，可自由選擇偏愛的語法用于分析。雖然LabVIEW是大眾熟知的針對(duì)圖形化編程語言的開發(fā)環(huán)境，它卻還通過針對(duì).m文件的本地編譯器，提供面向數(shù)學(xué)的文本編程。這款LabVIEW MathScript編譯器，使用.m文件腳本語法并且納入800多種針對(duì)數(shù)學(xué)、信號(hào)處理、分析和控制的常用函數(shù)。

LabVIEW MathScript RT模塊是針對(duì)LabVIEW的附加工具，通過將LabVIEW MathScript編譯器與2個(gè)接口一同安裝來執(zhí)行自定義.m文件。

通過MathScript窗口交互地查看數(shù)據(jù)
LabVIEW MathScript窗口提供的交互界面有助用戶下載、保存、設(shè)計(jì)和執(zhí)行自身的.m文件。它的設(shè)計(jì)適合概念探索；為此，用戶既能使用命令行界面一次一個(gè)地輸入命令，也能在簡(jiǎn)單的文本編輯器窗口中構(gòu)建批處理腳本。圖9展現(xiàn)了LabVIEW MathScript窗口；用戶可通過選擇工具?MathScript窗口，由LabVIEW菜單進(jìn)行訪問。

圖9. LabVIEW MathScript窗口適合與自定義.m文件交互

LabVIEW MathScript窗口以圖形和文本等各種形式提供即時(shí)反饋。用戶可選用各類繪圖命令來生成源自LabVIEW MathScript窗口的圖形，類似圖10所示。

圖10. 通過LabVIEW MathScript生成的繪圖窗口范例

用戶可利用MathScript生成以下多種圖:

欄 (二維和三維)

等高線 (二維和三維)

誤差棒

羽狀圖

網(wǎng)格

餅

極坐標(biāo)

散點(diǎn)

曲面

樹形

瀑布

這些繪圖功能有助可視化顯示數(shù)據(jù)的結(jié)果，從而確定分析規(guī)程的輸出。

查看使用MathScript交互式窗口進(jìn)行算法開發(fā)的更多信息。

通過LabVIEW圖形化代碼和MathScript節(jié)點(diǎn), 嵌套自定義.m文件

采用腳本節(jié)點(diǎn)接口，還可以將文本編程與傳統(tǒng)的LabVIEW圖形化編程相結(jié)合。腳本節(jié)點(diǎn)是LabVIEW程序框圖上大小可變的文本輸入?yún)^(qū)域，可被添加至圖形化程序。通過MathScript節(jié)點(diǎn)，用戶可在VI的運(yùn)行時(shí)執(zhí)行過程中執(zhí)行腳本。數(shù)據(jù)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的左側(cè)邊界，在順序執(zhí)行腳本時(shí)被使用或修改，再通過節(jié)點(diǎn)右側(cè)邊界上的輸出變量退出節(jié)點(diǎn)。

圖11. MathScript節(jié)點(diǎn)通過圖形化G代碼, 在線放置自定義.m文件代碼

用戶能夠進(jìn)行腳本的分類、復(fù)制和粘貼，或者將它們從文件中導(dǎo)出。借助MathScript節(jié)點(diǎn)，即便不通過LabVIEW MathScript開發(fā)自定義.m文件，也能重復(fù)使用它們，進(jìn)而將基于文本的數(shù)學(xué)編程與圖形化LabVIEW環(huán)境中的數(shù)據(jù)采集內(nèi)聯(lián)。

借助LabVIEW MathScript和LabVIEW圖形化編程，用戶能夠選擇最適合的語法；此類語法往往由2部分組成。腳本方面，請(qǐng)參考頗受歡迎的教材——由Sanjit Mitra編著的數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(MATLAB版)。它先生成1個(gè)測(cè)試信號(hào)，再將移動(dòng)平均濾波器應(yīng)用于該信號(hào)。

% Simulation of an M-point Moving Average Filter
% Generate the input signal
n = 0:100;
s1 = cos(2*pi*0.05*n); % A low-frequency sinusoid
s2 = cos(2*pi*0.47*n); % A high frequency sinusoid
x = s1+s2;
% Implementation of the moving average filter
M = input('Desired length of the filter = ');
num = ones(1,M);
y = filter(num,1,x)/M;
% Display the input and output signals
clf;
subplot(2,2,1);
plot(n, s1);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Signal #1');
subplot(2,2,2);
plot(n, s2);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Signal #2');
subplot(2,2,3);
plot(n, x);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Input Signal');
subplot(2,2,4);
plot(n, y);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Output Signal');
axis;

該腳本生成2個(gè)正弦信號(hào)、將它們加在一起，再將移動(dòng)平均濾波器用于2個(gè)組分的和上。圖10是由該腳本生成的圖表。LabVIEW MathScript窗口提供的界面，可在運(yùn)行時(shí)與腳本交互。然而，該圖表與LabVIEW圖形化編程范例結(jié)合后，可極佳地實(shí)現(xiàn)腳本自動(dòng)化，令您能夠?qū)崟r(shí)地與輸入?yún)?shù)進(jìn)行交互。

圖12. 程序框圖范例將基于文本的數(shù)學(xué)與LabVIEW中的G代碼集成

圖12 展現(xiàn)了如何使用MathScript節(jié)點(diǎn)將腳本集成至LabVIEW程序框圖。腳本經(jīng)過2項(xiàng)修改:

輸入?yún)?shù)flow、fhigh和M使用前面板輸入控件接受控制。

腳本的最后23行用于生成圖表。它們被刪除；這些圖通過標(biāo)準(zhǔn)的LabVIEW圖形接受配置。

圖13. 前面板范例, 將LabVIEW用戶界面組件和基于文本的數(shù)學(xué)集成

借助該LabVIEW前面板，用戶可控制生成的正弦信號(hào)的低頻率和高頻率以及滑動(dòng)平均濾波器接受使用時(shí)的長(zhǎng)度。當(dāng)LabVIEW VI運(yùn)行時(shí)，用戶可改變這些值并且輕松視覺化顯示分析規(guī)程的輸出和它如何受輸入值改變的影響。將LabVIEW VI的交互性投入基于文本的腳本的通用流程，被稱為算法實(shí)現(xiàn)。

驗(yàn)證算法
面向LabVIEW的內(nèi)置規(guī)程擴(kuò)展程序庫，會(huì)同執(zhí)行這些例程的選件，可節(jié)省大量的開發(fā)時(shí)間。由于National Instruments開發(fā)并測(cè)試這些例程已超過20年，用戶無需花過多時(shí)間驗(yàn)證例程是否正確。在許多缺乏此類內(nèi)置庫的通用編程語言中，用戶不僅要從頭構(gòu)建例程，還要驗(yàn)證輸出是否正確。

輕松定制規(guī)程
面向LabVIEW的內(nèi)置規(guī)程擴(kuò)展程序庫，讓用戶能夠使用預(yù)定義算法，如：那些在Express VI中的部分。然而，底層庫還讓用戶有機(jī)會(huì)定制這些最符合應(yīng)用要求的規(guī)程。無論是選擇逐點(diǎn)操作，還是處理復(fù)雜數(shù)據(jù)，用戶均能輕松制定這些規(guī)程，以優(yōu)化實(shí)現(xiàn)自身目標(biāo)的的內(nèi)置庫。

通過信號(hào)生成功能簡(jiǎn)化開發(fā)
為測(cè)試或原型目的生成數(shù)據(jù)，往往是一項(xiàng)被忽視的編程語言功能。用戶可用LabVIEW生成各類信號(hào)，在VI中代表實(shí)際信號(hào)。

圖14. LabVIEW中的信號(hào)生成函數(shù)選板

這些函數(shù)，如圖14所示，令用戶能夠通過仿真源自硬件的輸入，靈活開發(fā)應(yīng)用程序，無需做時(shí)而較累贅的硬件設(shè)置。該函數(shù)有利于大多數(shù)項(xiàng)目的測(cè)試與原型，它往往極易替代現(xiàn)有硬件。

通用信號(hào)的生成也以Express VI形式呈現(xiàn)。仿真信號(hào)Express VI，如圖15所示，既能生成正弦波、方波、三角波、鋸齒波和直流信號(hào)，也能獲得仿真任意信號(hào) Express VI的補(bǔ)充，繼而用于定義信號(hào)分量。

圖15. 配置窗口面向仿真信號(hào)Express VI

通過附加工具擴(kuò)展分析
LabVIEW信號(hào)處理、分析和數(shù)學(xué)庫的設(shè)計(jì)，適合科學(xué)與工程領(lǐng)域內(nèi)的通用應(yīng)用程序。除了這些內(nèi)置分析庫，用戶還能使用附加工具包和模塊來削減開發(fā)時(shí)間，以滿足特定應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)中的專項(xiàng)需求。在自定義應(yīng)用程序中使用該工具包的組件后，您不再過多依賴開發(fā)更多垂直應(yīng)用[如：高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理、聲音和振動(dòng)測(cè)量、階次分析、圖像處理、比例積分微分(PID)控制、仿真]時(shí)通常需要的特定技能。

高級(jí)信號(hào)處理
LabVIEW高級(jí)信號(hào)處理工具包提供專為高級(jí)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)設(shè)計(jì)的函數(shù)。它們被分為三大類：聯(lián)合時(shí)頻分析、小波分析、超分辨率頻譜分析。此外，工具包提供的圖形化工具有助交互式設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。

聯(lián)合時(shí)頻分析 (JTFA)
有別于常見的分析技術(shù)，聯(lián)合時(shí)頻分析(JTFA)規(guī)程可同步檢測(cè)時(shí)域和頻域中的信號(hào)。JTFA幾乎適合FFT涉及的各類應(yīng)用，如：生物醫(yī)學(xué)信號(hào)、雷達(dá)圖像處理、振動(dòng)分析、機(jī)器測(cè)試、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析。然而，借助JTFA，您能通過同步分析時(shí)域和頻域獲得更多信息。

與經(jīng)典的傅立葉分析類似，JTFA包含2種主要方式：線性和二次方程式。線性算法包含：短時(shí)傅立葉變換(STFT)和Gabor展開（逆短時(shí)傅立葉變換）。LabVIEW用戶可利用這些線性變換，將信號(hào)從時(shí)域變換至聯(lián)合時(shí)頻域；反之亦然。這些規(guī)程極具降噪功效。二次型方法包含：自適應(yīng)譜、Choi-Williams分步、Cone-Shaped分步、基于Gabor Expansion的譜圖（也稱為Gabor譜圖）、基于STFT的時(shí)頻圖、Wigner-Ville分布?？蓱?yīng)用二次變換輕松查看信號(hào)的功率譜如何隨時(shí)間演進(jìn)。Gabor譜圖可在高分辨率和交期干擾之間取得最佳平衡。

小波
小波是較新的信號(hào)處理方式。小波變換幾乎總能作為一組濾波器，將一個(gè)信號(hào)分解為多個(gè)信號(hào)。它能分隔并保留這些子帶中一個(gè)或多個(gè)成分的信號(hào)特征。因此，運(yùn)用小波變換的一項(xiàng)最大優(yōu)勢(shì)是：用戶能夠輕松提取信號(hào)特征。多數(shù)情況下，小波變換在特性提取和降噪的表現(xiàn)上，優(yōu)于常規(guī)的FFT。由于小波變換能夠提取信號(hào)特征，因而被用于諸多針對(duì)數(shù)據(jù)壓縮、回聲探測(cè)、模式識(shí)別、邊緣檢測(cè)、消除、語音識(shí)別、紋理分析和圖像壓縮的應(yīng)用程序中。

基于模型的頻譜分析
用于頻譜分析的主要工具是：快速傅立葉變換(FFT)。對(duì)于高分辨率的譜而言，基于FFT的方式需要大量采樣數(shù)。然而，多數(shù)情況下，由于的確缺少數(shù)據(jù)，或者由于用戶需要確保信號(hào)的光譜特性不隨數(shù)據(jù)記錄的持續(xù)而變更，數(shù)據(jù)集是有限的。如果數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量有限，用戶可使用基于模型的分析來確定光譜特性。憑借該技術(shù)，用戶可采用適當(dāng)?shù)男盘?hào)模型并確定模型的系數(shù)。基于該模型，應(yīng)用可接著預(yù)測(cè)給定的有限數(shù)據(jù)集中的缺失點(diǎn)，從而獲得高分辨率的譜。此外，用戶可使用基于模型的方式，估計(jì)衰減正弦信號(hào)的幅值、相位、阻尼因子和頻率。超分辨率頻譜分析還適合生物醫(yī)學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)、地球物理、噪聲、振動(dòng)、語音分析等各類應(yīng)用。

數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
數(shù)字濾波器的重要性毋庸置疑。數(shù)字濾波器，更通常的情況下，數(shù)字信號(hào)處理(DSP)算法按照離散時(shí)間系統(tǒng)分類。它們通常用于通用計(jì)算機(jī)上、專用DSP芯片上或FPGA芯片內(nèi)。憑借眾所周知的優(yōu)勢(shì)，數(shù)字濾波器通常用于替換典型模擬濾波器。LabVIEW數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)工具包的亮點(diǎn)包括：能對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行實(shí)際濾波器測(cè)試、能自動(dòng)生成LabVIEW和ANSI C代碼從而將DSP、FPGA或其他嵌入式系統(tǒng)作為目標(biāo)。

聲音與振動(dòng)分析
NI分析軟件有助進(jìn)行許多常見聲音和振動(dòng)分析應(yīng)用，如：音頻測(cè)試、聲音測(cè)量、環(huán)境噪音測(cè)試、振動(dòng)分析以及噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度(NVH)測(cè)量。 專業(yè)分析能力包含：符合ANSI和IEC的分?jǐn)?shù)倍頻程分析和功率譜縮放。此外，NI聲音和振動(dòng)測(cè)量套件包含諸多適合音頻測(cè)量的函數(shù)，如：增益、相位、THD、IMD、動(dòng)態(tài)范圍、相位線性、正弦掃頻分析。NI聲音與振動(dòng)助手(Sound and Vibration Assistant)中易用、交互且基于配置的環(huán)境，適合分析和數(shù)據(jù)記錄。

函數(shù)包含：全程、1/3、1/6、1/12和1/24倍頻程；用戶定義的采樣頻率；用戶定義的譜帶數(shù)量；時(shí)域中的A、B和C加權(quán)；標(biāo)準(zhǔn)守則；指數(shù)平均（慢速、快速和自定義時(shí)間常數(shù)）；互功率譜；頻率響應(yīng)（H1、H2和H3）；相干；相干輸出功率。套件還提供其他視覺化工具（如：瀑布圖、色圖、倍頻程條線圖、倍頻程線圖），以便用戶輕松創(chuàng)建到LabVIEW應(yīng)用程序的前面板。

聲音和振動(dòng)測(cè)量套件提供的庫，可創(chuàng)建基于LabVIEW具有階次分析功能的自定義測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用，如：階次跟蹤、階次提取和轉(zhuǎn)速表信號(hào)處理。

Gabor階次追蹤算法有助用戶借助循環(huán)或往復(fù)組件，分析源自機(jī)械系統(tǒng)的聲音、振動(dòng)和其他動(dòng)態(tài)信號(hào)。它提供聯(lián)合時(shí)頻域中靈活的有序能選擇。另外，用戶既能繪制與時(shí)間或rpm相對(duì)的單個(gè)階次（多階次），也能用階次提取工具將特定階次的信號(hào)分量與采獲的數(shù)據(jù)分離、用自動(dòng)階次選擇工具來查找并指定最重要的階次、用自定義階次選擇進(jìn)行分析。

圖像處理
NI視覺開發(fā)模塊集合了面向廣泛編程語言（如：NI LabVIEW與Microsoft C++、Visual Basic、.NET）的圖像處理和機(jī)器視覺功能。通過這些功能，即可增強(qiáng)圖像、檢查顯像、定位特征、識(shí)別對(duì)象并測(cè)量部件。搭配程序庫的視覺開發(fā)模塊還包含NI視覺助手(Vision Assistant)和NI視覺采集軟件。

視覺開發(fā)模塊的特性如下:

數(shù)百種圖像處理功能, 包含模式與幾何匹配、OCR、條形碼閱讀器、目標(biāo)分類和顆粒分析

亞像素 (subpixel)精度, 降至像素的1/10和度數(shù) (degree)的1/10

通過視覺助手(Vision Assistant), 快速進(jìn)行應(yīng)用原型和代碼生成

驅(qū)動(dòng)軟件適用于數(shù)千款相機(jī), 包含千兆以太網(wǎng)相機(jī)和IEEE 1394相機(jī)

RF
如今，復(fù)雜的RF系統(tǒng)需要快捷而靈活的測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從原型設(shè)計(jì)到制造過程的可靠測(cè)量。事實(shí)上，與傳統(tǒng)儀器相比，NI模塊化RF儀器通過結(jié)合多核(multicore)處理器、PCI Express等技術(shù)，將自身在自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用中的測(cè)量速度提升了5至10倍。這款通信測(cè)試平臺(tái)的操作范圍從直流延伸到6.6 GHz，RF瞬時(shí)帶寬高達(dá)100 MHz。有效分析此類信號(hào)需要借助多個(gè)LabVIEW附加工具中的特定函數(shù)。

WLAN
NI無線LAN (WLAN)測(cè)量套件可借助業(yè)界領(lǐng)先的速度和精度，進(jìn)行常見的IEEE 802.11a/b/g測(cè)量。結(jié)合高性能的多核處理器，PXI Express無線局域網(wǎng)(WLAN)測(cè)量系統(tǒng)可完成絕大多數(shù)802.11測(cè)量，其執(zhí)行速度是傳統(tǒng)箱式儀器的5至10倍。此外，由于PXI Express RF儀器接受軟件自定義，用戶可使用相同儀器集合測(cè)試多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，用戶可借助相同硬件，測(cè)試DVB-T、GPS、WiMAX、WCDMA、ZigBee、藍(lán)牙和其他許多標(biāo)準(zhǔn)。

NI提供的靈活軟件工具和模塊化RF儀器，適用于射頻識(shí)別(RFID)閱讀器與標(biāo)簽的仿真和測(cè)量。