Number of valid points: averaging is done by 1 sec. (was 10 secs)

RFG_ADC_dataplotter.py

@@ -25,8 +25,9 @@ import os
 import sys
 import threading
 import time
+from collections import deque
 from queue import Queue, Empty, Full
-from typing import Optional, Tuple
+from typing import Any, Dict, Mapping, Optional, Tuple, Union
 
 import numpy as np
 
@@ -36,6 +37,31 @@ FFT_LEN = 1024   # длина БПФ для спектра/водопада сп
 # считаем, что сигнал «меньше нуля» и домножаем свип на -1
 DATA_INVERSION_THRASHOLD = 10.0
 
+Number = Union[int, float]
+SweepInfo = Dict[str, Number]
+SweepPacket = Tuple[np.ndarray, SweepInfo]
+
+
+def _format_status_kv(data: Mapping[str, Any]) -> str:
+    """Преобразовать словарь метрик в одну строку 'k:v'."""
+
+    def _fmt(v: Any) -> str:
+        if v is None:
+            return "NA"
+        try:
+            fv = float(v)
+        except Exception:
+            return str(v)
+        if not np.isfinite(fv):
+            return "nan"
+        # Достаточно компактно для статус-строки.
+        if abs(fv) >= 1000 or (0 < abs(fv) < 0.01):
+            return f"{fv:.3g}"
+        return f"{fv:.3f}".rstrip("0").rstrip(".")
+
+    parts = [f"{k}:{_fmt(v)}" for k, v in data.items()]
+    return "  ".join(parts)
+
 
 def _parse_spec_clip(spec: Optional[str]) -> Optional[Tuple[float, float]]:
     """Разобрать строку вида "low,high" процентов для контрастного отображения водопада спектров.
@@ -157,9 +183,10 @@ class SerialLineSource:
         if self._pyserial is None:
             self._fdreader = open_raw_tty(path, baud)
             if self._fdreader is None:
-                raise RuntimeError(
-                    f"Не удалось открыть порт '{path}' (pyserial и raw TTY не сработали)"
-                )
+                msg = f"Не удалось открыть порт '{path}' (pyserial и raw TTY не сработали)"
+                if sys.platform.startswith("win"):
+                    msg += ". На Windows нужен pyserial: pip install pyserial"
+                raise RuntimeError(msg)
 
     def readline(self) -> bytes:
         if self._pyserial is not None:
@@ -240,7 +267,14 @@ class SerialChunkReader:
 class SweepReader(threading.Thread):
     """Фоновый поток: читает строки, формирует завершённые свипы и кладёт в очередь."""
 
-    def __init__(self, port_path: str, baud: int, out_queue: Queue, stop_event: threading.Event, fancy: bool = False):
+    def __init__(
+        self,
+        port_path: str,
+        baud: int,
+        out_queue: Queue[SweepPacket],
+        stop_event: threading.Event,
+        fancy: bool = False,
+    ):
         super().__init__(daemon=True)
         self._port_path = port_path
         self._baud = baud
@@ -249,6 +283,9 @@ class SweepReader(threading.Thread):
         self._src: Optional[SerialLineSource] = None
         self._fancy = bool(fancy)
         self._max_width: int = 0
+        self._sweep_idx: int = 0
+        self._last_sweep_ts: Optional[float] = None
+        self._n_valid_hist = deque()
 
     def _finalize_current(self, xs, ys):
         if not xs:
@@ -268,6 +305,10 @@ class SweepReader(threading.Thread):
             for x, y in zip(xs, ys):
                 if 0 <= x < target_width:
                     sweep[x] = float(y)
+        # Метрики валидных точек до заполнения пропусков
+        finite_pre = np.isfinite(sweep)
+        n_valid_cur = int(np.count_nonzero(finite_pre))
+
         # Дополнительная обработка пропусков: при --fancy заполняем внутренние разрывы, края и дотягиваем до максимальной длины
         if self._fancy:
             try:
@@ -295,16 +336,51 @@ class SweepReader(threading.Thread):
                 sweep *= -1.0
         except Exception:
             pass
+        sweep -= float(np.nanmean(sweep))
+
+        # Метрики для статусной строки (вид словаря: переменная -> значение)
+        self._sweep_idx += 1
+        now = time.time()
+        if self._last_sweep_ts is None:
+            dt_ms = float("nan")
+        else:
+            dt_ms = (now - self._last_sweep_ts) * 1000.0
+        self._last_sweep_ts = now
+        self._n_valid_hist.append((now, n_valid_cur))
+        while self._n_valid_hist and (now - self._n_valid_hist[0][0]) > 1.0:
+            self._n_valid_hist.popleft()
+        if self._n_valid_hist:
+            n_valid = float(sum(v for _t, v in self._n_valid_hist) / len(self._n_valid_hist))
+        else:
+            n_valid = float(n_valid_cur)
+
+        if n_valid_cur > 0:
+            vmin = float(np.nanmin(sweep))
+            vmax = float(np.nanmax(sweep))
+            mean = float(np.nanmean(sweep))
+            std = float(np.nanstd(sweep))
+        else:
+            vmin = vmax = mean = std = float("nan")
+        info: SweepInfo = {
+            "sweep": self._sweep_idx,
+            "n_valid": n_valid,
+            "min": vmin,
+            "max": vmax,
+            "mean": mean,
+            "std": std,
+            "dt_ms": dt_ms,
+        }
+
         # Кладём готовый свип (если очередь полна — выбрасываем самый старый)
         try:
-            self._q.put_nowait(sweep)
+            self._q.put_nowait((sweep, info))
         except Full:
             try:
                 _ = self._q.get_nowait()
             except Exception:
                 pass
             try:
-                self._q.put_nowait(sweep)
+                self._q.put_nowait((sweep, info))
             except Exception:
                 pass
 
@@ -386,7 +462,10 @@ def main():
             "последний свип и водопад (реалтайм)."
         )
     )
-    parser.add_argument("port", help="Путь к порту, например /dev/ttyACM1")
+    parser.add_argument(
+        "port",
+        help="Путь к порту, например /dev/ttyACM1 или COM3 (COM10+: \\\\.\\COM10)",
+    )
     parser.add_argument("--baud", type=int, default=115200, help="Скорость (по умолчанию 115200)")
     parser.add_argument("--max-sweeps", type=int, default=200, help="Количество видимых свипов в водопаде")
     parser.add_argument("--max-fps", type=float, default=30.0, help="Лимит частоты отрисовки, кадров/с")
@@ -421,7 +500,7 @@ def main():
     args = parser.parse_args()
 
     # Попробуем быстрый бэкенд (pyqtgraph) при auto/pg
-    if args.backend in ("auto", "pg"):
+    if args.backend in ("pg"):
         try:
             return run_pyqtgraph(args)
         except Exception as e:
@@ -440,7 +519,7 @@ def main():
         sys.exit(1)
 
     # Очередь завершённых свипов и поток чтения
-    q: Queue[np.ndarray] = Queue(maxsize=1000)
+    q: Queue[SweepPacket] = Queue(maxsize=1000)
     stop_event = threading.Event()
     reader = SweepReader(args.port, args.baud, q, stop_event, fancy=bool(args.fancy))
     reader.start()
@@ -454,13 +533,14 @@ def main():
 
     # Состояние для отображения
     current_sweep: Optional[np.ndarray] = None
+    current_info: Optional[SweepInfo] = None
     x_shared: Optional[np.ndarray] = None
     width: Optional[int] = None
     max_sweeps = int(max(10, args.max_sweeps))
     ring = None  # type: Optional[np.ndarray]
     ring_time = None  # type: Optional[np.ndarray]
     head = 0
-    y_min, y_max = None, None
+    # Авто-уровни цветовой шкалы водопада сырых данных пересчитываются по видимой области.
     # FFT состояние
     fft_bins = FFT_LEN // 2 + 1
     ring_fft = None  # type: Optional[np.ndarray]
@@ -473,6 +553,17 @@ def main():
     ymax_slider = None
     contrast_slider = None
 
+    # Статусная строка (внизу окна)
+    status_text = fig.text(
+        0.01,
+        0.01,
+        "",
+        ha="left",
+        va="bottom",
+        fontsize=8,
+        family="monospace",
+    )
+
     # Линейный график последнего свипа
     line_obj, = ax_line.plot([], [], lw=1)
     ax_line.set_title("Сырые данные", pad=1)
@@ -582,8 +673,40 @@ def main():
         ax_spec.set_ylim(0, max(1, fft_bins - 1))
         freq_shared = np.arange(fft_bins, dtype=np.int32)
 
+    def _visible_levels_matplotlib(data: np.ndarray, axis) -> Optional[Tuple[float, float]]:
+        """(vmin, vmax) по текущей видимой области imshow (без накопления по времени)."""
+        if data.size == 0:
+            return None
+        ny, nx = data.shape[0], data.shape[1]
+        try:
+            x0, x1 = axis.get_xlim()
+            y0, y1 = axis.get_ylim()
+        except Exception:
+            x0, x1 = 0.0, float(nx - 1)
+            y0, y1 = 0.0, float(ny - 1)
+        xmin, xmax = sorted((float(x0), float(x1)))
+        ymin, ymax = sorted((float(y0), float(y1)))
+        ix0 = max(0, min(nx - 1, int(np.floor(xmin))))
+        ix1 = max(0, min(nx - 1, int(np.ceil(xmax))))
+        iy0 = max(0, min(ny - 1, int(np.floor(ymin))))
+        iy1 = max(0, min(ny - 1, int(np.ceil(ymax))))
+        if ix1 < ix0:
+            ix1 = ix0
+        if iy1 < iy0:
+            iy1 = iy0
+        sub = data[iy0 : iy1 + 1, ix0 : ix1 + 1]
+        finite = np.isfinite(sub)
+        if not finite.any():
+            return None
+        vals = sub[finite]
+        vmin = float(np.min(vals))
+        vmax = float(np.max(vals))
+        if not (np.isfinite(vmin) and np.isfinite(vmax)) or vmin == vmax:
+            return None
+        return (vmin, vmax)
+
     def push_sweep(s: np.ndarray):
-        nonlocal ring, head, y_min, y_max, ring_fft, y_min_fft, y_max_fft, ring_time
+        nonlocal ring, head, ring_fft, y_min_fft, y_max_fft, ring_time
         if s is None or s.size == 0 or ring is None:
             return
         # Нормализуем длину до фиксированной ширины
@@ -595,13 +718,6 @@ def main():
         if ring_time is not None:
             ring_time[head] = time.time()
         head = (head + 1) % ring.shape[0]
-        # Обновляем мин/макс по данным (игнорим NaN)
-        sv_min = np.nanmin(row)
-        sv_max = np.nanmax(row)
-        if y_min is None or (not np.isnan(sv_min) and sv_min < y_min):
-            y_min = float(sv_min)
-        if y_max is None or (not np.isnan(sv_max) and sv_max > y_max):
-            y_max = float(sv_max)
         # FFT строка (дБ)
         if ring_fft is not None:
             bins = ring_fft.shape[1]
@@ -630,21 +746,23 @@ def main():
             # Экстремумы для цветовой шкалы
             fr_min = np.nanmin(fft_row)
             fr_max = np.nanmax(fft_row)
+            fr_max = np.nanpercentile(fft_row, 90)
             if y_min_fft is None or (not np.isnan(fr_min) and fr_min < y_min_fft):
                 y_min_fft = float(fr_min)
             if y_max_fft is None or (not np.isnan(fr_max) and fr_max > y_max_fft):
                 y_max_fft = float(fr_max)
 
     def drain_queue():
-        nonlocal current_sweep
+        nonlocal current_sweep, current_info
         drained = 0
         while True:
             try:
-                s = q.get_nowait()
+                s, info = q.get_nowait()
             except Empty:
                 break
             drained += 1
             current_sweep = s
+            current_info = info
             ensure_buffer(s.size)
             push_sweep(s)
         return drained
@@ -721,10 +839,10 @@ def main():
             # Новые данные справа: без реверса
             img_obj.set_data(disp)
             # Подписи времени не обновляем динамически (оставляем авто-тики)
-            # Актуализируем цветовую шкалу только при расширении экстремумов
-            if y_min is not None and y_max is not None and np.isfinite(y_min) and np.isfinite(y_max):
-                if y_min != y_max:
-                    img_obj.set_clim(vmin=y_min, vmax=y_max)
+            # Авто-уровни: по видимой области (не накапливаем за всё время)
+            levels = _visible_levels_matplotlib(disp, ax_img)
+            if levels is not None:
+                img_obj.set_clim(vmin=levels[0], vmax=levels[1])
 
         # Обновление водопада спектров
         if changed and ring_fft is not None:
@@ -761,8 +879,11 @@ def main():
                 vmax_eff = vmin_v + c * (vmax_v - vmin_v)
                 img_fft_obj.set_clim(vmin=vmin_v, vmax=vmax_eff)
 
+        if changed and current_info:
+            status_text.set_text(_format_status_kv(current_info))
+
         # Возвращаем обновлённые артисты
-        return (line_obj, img_obj, fft_line_obj, img_fft_obj)
+        return (line_obj, img_obj, fft_line_obj, img_fft_obj, status_text)
 
     ani = FuncAnimation(fig, update, interval=interval_ms, blit=False)
 
@@ -788,7 +909,7 @@ def run_pyqtgraph(args):
             ) from e
 
     # Очередь завершённых свипов и поток чтения
-    q: Queue[np.ndarray] = Queue(maxsize=1000)
+    q: Queue[SweepPacket] = Queue(maxsize=1000)
     stop_event = threading.Event()
     reader = SweepReader(args.port, args.baud, q, stop_event, fancy=bool(args.fancy))
     reader.start()
@@ -844,13 +965,18 @@ def run_pyqtgraph(args):
     img_fft = pg.ImageItem()
     p_spec.addItem(img_fft)
 
+    # Статусная строка (внизу окна)
+    status = pg.LabelItem(justify="left")
+    win.addItem(status, row=2, col=0, colspan=2)
+
     # Состояние
     ring: Optional[np.ndarray] = None
     head = 0
     width: Optional[int] = None
     x_shared: Optional[np.ndarray] = None
     current_sweep: Optional[np.ndarray] = None
-    y_min, y_max = None, None
+    current_info: Optional[SweepInfo] = None
+    # Авто-уровни цветовой шкалы водопада сырых данных пересчитываются по видимой области.
     # Для спектров
     fft_bins = FFT_LEN // 2 + 1
     ring_fft: Optional[np.ndarray] = None
@@ -888,8 +1014,39 @@ def run_pyqtgraph(args):
         p_fft.setXRange(0, max(1, fft_bins - 1), padding=0)
         freq_shared = np.arange(fft_bins, dtype=np.int32)
 
+    def _visible_levels_pyqtgraph(data: np.ndarray) -> Optional[Tuple[float, float]]:
+        """(vmin, vmax) по текущей видимой области ImageItem (без накопления по времени)."""
+        if data.size == 0:
+            return None
+        ny, nx = data.shape[0], data.shape[1]
+        try:
+            (x0, x1), (y0, y1) = p_img.viewRange()
+        except Exception:
+            x0, x1 = 0.0, float(nx - 1)
+            y0, y1 = 0.0, float(ny - 1)
+        xmin, xmax = sorted((float(x0), float(x1)))
+        ymin, ymax = sorted((float(y0), float(y1)))
+        ix0 = max(0, min(nx - 1, int(np.floor(xmin))))
+        ix1 = max(0, min(nx - 1, int(np.ceil(xmax))))
+        iy0 = max(0, min(ny - 1, int(np.floor(ymin))))
+        iy1 = max(0, min(ny - 1, int(np.ceil(ymax))))
+        if ix1 < ix0:
+            ix1 = ix0
+        if iy1 < iy0:
+            iy1 = iy0
+        sub = data[iy0 : iy1 + 1, ix0 : ix1 + 1]
+        finite = np.isfinite(sub)
+        if not finite.any():
+            return None
+        vals = sub[finite]
+        vmin = float(np.min(vals))
+        vmax = float(np.max(vals))
+        if not (np.isfinite(vmin) and np.isfinite(vmax)) or vmin == vmax:
+            return None
+        return (vmin, vmax)
+
     def push_sweep(s: np.ndarray):
-        nonlocal ring, head, y_min, y_max, ring_fft, y_min_fft, y_max_fft
+        nonlocal ring, head, ring_fft, y_min_fft, y_max_fft
         if s is None or s.size == 0 or ring is None:
             return
         w = ring.shape[1]
@@ -898,13 +1055,6 @@ def run_pyqtgraph(args):
         row[:take] = s[:take]
         ring[head, :] = row
         head = (head + 1) % ring.shape[0]
-        # Обновление экстремумов
-        sv_min = np.nanmin(row)
-        sv_max = np.nanmax(row)
-        if y_min is None or (not np.isnan(sv_min) and sv_min < y_min):
-            y_min = float(sv_min)
-        if y_max is None or (not np.isnan(sv_max) and sv_max > y_max):
-            y_max = float(sv_max)
         # FFT строка (дБ)
         if ring_fft is not None:
             bins = ring_fft.shape[1]
@@ -930,15 +1080,16 @@ def run_pyqtgraph(args):
                 y_max_fft = float(fr_max)
 
     def drain_queue():
-        nonlocal current_sweep
+        nonlocal current_sweep, current_info
         drained = 0
         while True:
             try:
-                s = q.get_nowait()
+                s, info = q.get_nowait()
             except Empty:
                 break
             drained += 1
             current_sweep = s
+            current_info = info
             ensure_buffer(s.size)
             push_sweep(s)
         return drained
@@ -986,11 +1137,18 @@ def run_pyqtgraph(args):
         if changed and ring is not None:
             disp = ring if head == 0 else np.roll(ring, -head, axis=0)
             disp = disp.T[:, ::-1]  # (width, time with newest at left)
-            if y_min is not None and y_max is not None and y_min != y_max and np.isfinite(y_min) and np.isfinite(y_max):
-                img.setImage(disp, autoLevels=False, levels=(y_min, y_max))
+            levels = _visible_levels_pyqtgraph(disp)
+            if levels is not None:
+                img.setImage(disp, autoLevels=False, levels=levels)
             else:
                 img.setImage(disp, autoLevels=False)
 
+        if changed and current_info:
+            try:
+                status.setText(_format_status_kv(current_info))
+            except Exception:
+                pass
+
         if changed and ring_fft is not None:
             disp_fft = ring_fft if head == 0 else np.roll(ring_fft, -head, axis=0)
             disp_fft = disp_fft.T[:, ::-1]