feat(beacon): автопоиск маяка в окне лупы (кнопка AUTO)

Лупа сделала прицеливание возможным, но целиться всё равно надо руками. AUTO находит маяк сам, в текущем окне лупы: что видно, то и обыскивается — заодно зумом можно сузить область поиска. Критерий — не «самый громкий», иначе поймается первая же SSB-станция. Копим min-hold по кадрам лупы (~1.6 с): у маяка несущая непрерывна и минимум остаётся высоким, а речь, телеграф и цифра в паузах проваливаются к шуму и срезаются минимумом. Это тот самый «непрерывный след», который видно на водопаде, только числом. По накопленному: шумовой пол = медиана, кандидат = максимум скользящего среднего шириной с полосу приёма (±450 Гц) — среднее по полосе, а не отдельный бин, потому что маяк это плато ~900 Гц, и по такой мере он выигрывает у узкой пораженки с той же высотой пика. Порог 6 дБ над полом; центр уточняется центроидом превышения, чтобы наведение село на середину плато. - Тумблер рядом с FOLLOW, состояние в настройках (beacon_zoom_auto). - На локе автопоиск молчит: в контур не лезем. - После наведения выдержка ~3 с — дать декодеру попробовать захватиться. - Нашли там же, где уже стоит наведение (ближе 150 Гц) — не трогаем. BeaconSeedAtHz дёргает Reseed, и без этой проверки при слабом сигнале автопоиск сбрасывал бы захват по кругу, мешая декодеру сойтись. - В накопление идут только свежие кадры: таймер формы (25 Гц) быстрее анализатора (15 к/с), и повторный учёт кадра сокращал бы окно наблюдения, ради которого min-hold и заведён. В строке захвата появляется пометка AUTO — и только пока автопоиск реально работает: на локе она гаснет, чтобы не обещать действие, которого нет. Сборка ewsdr (--ws=qt6) и ewsdrd — ОК. На эфире не проверено. Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
2026-08-25 18:43:51 +00:00 · 2026-08-14 13:01:26 +03:00
parent 51599b2457
commit 8569236214
3 changed files with 202 additions and 5 deletions
@@ -47,6 +47,13 @@ const
  BCN_CLR_REF = TColor($0000FF00);   // clLime — где маяк ДОЛЖЕН быть (пунктир)
  BCN_CLR_TRK = TColor($000AA5FF);   // отслеживаемый центроид (оранж)
  BCN_CLR_DEC = TColor($0020D0FF);   // грани полосы приёма + центр наведения
+  // Автопоиск маяка. Копим min-hold по кадрам лупы: у маяка несущая непрерывна,
+  // и минимум за пару секунд остаётся высоким, а любая SSB/CW-станция в паузах
+  // проваливается к шуму — это и отсеивает «громко, но не маяк».
+  BCN_AUTO_FRAMES   = 24;    // кадров в min-hold (~1.6 с при 15 к/с анализатора)
+  BCN_AUTO_COOLDOWN = 75;    // тиков паузы после наведения (~3 с при 25 Гц)
+  BCN_AUTO_MIN_DB   = 6.0;   // насколько кандидат должен возвышаться над полом
+  BCN_AUTO_MIN_MOVE = 150.0; // ближе этого к текущему наведению не пере-наводим

 type
  TBeaconScopeForm = class(TForm)
@@ -78,7 +85,7 @@ type
    FWfBox:     TPaintBox;     // мини-водопад лупы
    FWf:        TWaterfallView;
    FStrip:     TBitmap;       // офскрин спектра (без него мигает)
-    FBtnZoomIn, FBtnZoomOut, FBtnReset, FBtnFollow: TFlatButton;
+    FBtnZoomIn, FBtnZoomOut, FBtnReset, FBtnFollow, FBtnAuto: TFlatButton;

    FCenterHz:  Double;        // центр окна лупы (display Hz), 0 = ещё не задан
    FSpanHz:    Double;        // ширина окна лупы
@@ -100,6 +107,14 @@ type
    // лезть за копией TBeaconScope на каждую отрисовку незачем.
    FState:     TBeaconState;
    FSNRdB:     Double;
+
+    // --- Автопоиск ---
+    FAuto:        Boolean;     // кнопка AUTO взведена
+    FAutoMin:     array[0..BCN_MAX_PIX - 1] of Single;   // min-hold кадров
+    FAutoFrames:  Integer;     // сколько кадров уже в min-hold
+    FAutoCnt:     Integer;     // точек в кадре, под который копится min-hold
+    FAutoLo, FAutoHi: Double;  // окно, под которое копится (сменилось — сброс)
+    FAutoCooldown: Integer;    // тиков паузы после наведения
    FCursorX:   Integer;       // -1 = курсор вне лупы
    FDragging:  Boolean;       // ЛКМ зажата в лупе
    FDragMoved: Boolean;       // увели мышь → это панорамирование, не клик
@@ -145,6 +160,10 @@ type
    procedure BtnZoomOutClick(Sender: TObject);
    procedure BtnResetClick(Sender: TObject);
    procedure BtnFollowClick(Sender: TObject);
+    procedure BtnAutoClick(Sender: TObject);
+    procedure AutoReset;                      // сбросить накопление min-hold
+    procedure AutoService(NewFrame: Boolean); // одна итерация автопоиска
+    function  AutoFindBeacon(out FreqHz: Double): Boolean;
    procedure StyleTuneButtons;
  protected
    procedure DoShow; override;
@@ -311,7 +330,8 @@ begin

  FTuneHint := TLabel.Create(Self);
  FTuneHint.Parent := FTune;
-  FTuneHint.Caption := 'click the beacon to point the decoder · wheel zooms · drag pans';
+  FTuneHint.Caption :=
+    'click the beacon to point the decoder · AUTO finds it in this window';
  FTuneHint.AutoSize := False;
  FTuneHint.SetBounds(DpiScale(120), DpiScale(11), DpiScale(360), DpiScale(16));
  FTuneHint.Font.Size := 8;
@@ -319,6 +339,8 @@ begin

  FBtnFollow  := MakeFlatBtn(FTune, 'FOLLOW', 0, 0,
                   DpiScale(66), DpiScale(22), @BtnFollowClick);
+  FBtnAuto    := MakeFlatBtn(FTune, 'AUTO', 0, 0,
+                   DpiScale(52), DpiScale(22), @BtnAutoClick);
  FBtnReset   := MakeFlatBtn(FTune, 'RESET', 0, 0,
                   DpiScale(58), DpiScale(22), @BtnResetClick);
  FBtnZoomOut := MakeFlatBtn(FTune, '−', 0, 0,
@@ -384,7 +406,9 @@ begin
  Style(FBtnZoomOut);
  Style(FBtnReset);
  Style(FBtnFollow);
+  Style(FBtnAuto);
  if FBtnFollow <> nil then FBtnFollow.Active := FFollow;
+  if FBtnAuto <> nil then FBtnAuto.Active := FAuto;
 end;

 procedure TBeaconScopeForm.LayoutTunePanel;
@@ -399,6 +423,8 @@ begin
  Y := DpiScale(8);
  X := W - Pad;
  Dec(X, FBtnFollow.Width);  FBtnFollow.SetBounds(X, Y, FBtnFollow.Width, FBtnFollow.Height);
+  Dec(X, DpiScale(6) + FBtnAuto.Width);
+  FBtnAuto.SetBounds(X, Y, FBtnAuto.Width, FBtnAuto.Height);
  Dec(X, DpiScale(6) + FBtnReset.Width);
  FBtnReset.SetBounds(X, Y, FBtnReset.Width, FBtnReset.Height);
  Dec(X, DpiScale(10) + FBtnZoomIn.Width);
@@ -517,6 +543,150 @@ begin
  FCenterHz := EnsureRange(FCenterHz, CapLo + Half, CapHi - Half);
 end;

+// ===========================================================================
+// Автопоиск маяка
+// ===========================================================================
+// Ищем в ТЕКУЩЕМ окне лупы — что видно, то и обыскивается. Это и предсказуемо,
+// и даёт управление: зумом пользователь сам сужает область поиска.
+
+procedure TBeaconScopeForm.AutoReset;
+begin
+  FAutoFrames := 0;
+  FAutoCnt    := 0;
+end;
+
+function TBeaconScopeForm.AutoFindBeacon(out FreqHz: Double): Boolean;
+// По накопленному min-hold: шумовой пол = медиана, кандидат = максимум
+// скользящего среднего шириной с полосу приёма декодера. Именно среднее по
+// полосе, а не отдельный бин: маяк — плато ~900 Гц, и по нему он выигрывает у
+// узкой пораженки/бирди с той же высотой пика.
+var
+  N, i, Half, i1, i2, Best: Integer;
+  BinHz, FloorDb, Sum, BestVal, V, WSum, FSum, Wt: Double;
+  Sorted: array of Double;
+  TmpD: Double;
+  a, b: Integer;
+begin
+  Result  := False;
+  FreqHz  := 0;
+  N := FAutoCnt;
+  if (N < 16) or (FAutoFrames < BCN_AUTO_FRAMES) then Exit;
+  BinHz := (FAutoHi - FAutoLo) / (N - 1);
+  if BinHz <= 0 then Exit;
+
+  // Шумовой пол — медиана по прореженной выборке (как в шкале дБ кадра).
+  SetLength(Sorted, (N + 7) div 8);
+  for i := 0 to High(Sorted) do
+    Sorted[i] := FAutoMin[Min(i * 8, N - 1)];
+  for a := 1 to High(Sorted) do
+  begin
+    TmpD := Sorted[a];
+    b := a - 1;
+    while (b >= 0) and (Sorted[b] > TmpD) do
+    begin
+      Sorted[b + 1] := Sorted[b];
+      Dec(b);
+    end;
+    Sorted[b + 1] := TmpD;
+  end;
+  FloorDb := Sorted[Length(Sorted) div 2];
+
+  Half := Max(1, Round(BCN_DEC_BW_HZ / BinHz));
+  if 2 * Half + 1 >= N then Exit;             // окно уже полосы приёма — не ищем
+
+  // Скользящее среднее одним проходом: сумма правится краями окна.
+  Sum := 0;
+  for i := 0 to 2 * Half do Sum := Sum + FAutoMin[i];
+  Best    := Half;
+  BestVal := Sum / (2 * Half + 1);
+  for i := Half + 1 to N - Half - 1 do
+  begin
+    Sum := Sum - FAutoMin[i - Half - 1] + FAutoMin[i + Half];
+    V := Sum / (2 * Half + 1);
+    if V > BestVal then
+    begin
+      BestVal := V;
+      Best    := i;
+    end;
+  end;
+  if BestVal - FloorDb < BCN_AUTO_MIN_DB then Exit;   // ничего похожего на маяк
+
+  // Уточнение центра: центроид превышения над полом внутри полосы. Декодер
+  // дотянет и с ошибкой в сотню герц (у него свой acquisition), но так наведение
+  // сразу садится на середину плато.
+  i1 := Max(0, Best - Half);
+  i2 := Min(N - 1, Best + Half);
+  WSum := 0;
+  FSum := 0;
+  for i := i1 to i2 do
+  begin
+    Wt := FAutoMin[i] - FloorDb;
+    if Wt <= 0 then Continue;
+    WSum := WSum + Wt;
+    FSum := FSum + Wt * i;
+  end;
+  if WSum <= 0 then Exit;
+  FreqHz := FAutoLo + (FSum / WSum) * BinHz;
+  Result := True;
+end;
+
+procedure TBeaconScopeForm.AutoService(NewFrame: Boolean);
+// Раз в тик, при взведённой AUTO. Пока декодер солидно залочен — не мешаем
+// контуру; потерял лок (или его и не было) — копим min-hold и наводимся сами.
+// В накопление идут только СВЕЖИЕ кадры: таймер формы быстрее анализатора, и
+// повторный учёт одного и того же кадра сокращал бы окно наблюдения, ради
+// которого min-hold и заведён.
+var
+  i: Integer;
+  F: Double;
+begin
+  if not FAuto then Exit;
+  if FCtl = nil then Exit;
+
+  if FState = bsLock then
+  begin
+    AutoReset;                  // лок держится — искать нечего
+    Exit;
+  end;
+  if FAutoCooldown > 0 then
+  begin
+    Dec(FAutoCooldown);         // ждём, пока декодер попробует захватиться
+    AutoReset;
+    Exit;
+  end;
+  if (not NewFrame) or (FPixCount < 16) then Exit;
+
+  // Окно переехало (зум/пан/смена rate) — накопленное больше не про эти бины.
+  if (FPixCount <> FAutoCnt) or (Abs(FViewLo - FAutoLo) > 0.5)
+     or (Abs(FViewHi - FAutoHi) > 0.5) then
+  begin
+    FAutoCnt    := FPixCount;
+    FAutoLo     := FViewLo;
+    FAutoHi     := FViewHi;
+    FAutoFrames := 0;
+  end;
+
+  if FAutoFrames = 0 then
+    for i := 0 to FAutoCnt - 1 do FAutoMin[i] := FPix[i]
+  else
+    for i := 0 to FAutoCnt - 1 do
+      if FPix[i] < FAutoMin[i] then FAutoMin[i] := FPix[i];
+  Inc(FAutoFrames);
+  if FAutoFrames < BCN_AUTO_FRAMES then Exit;
+
+  // Наводимся, только если нашли ДРУГОЕ место. Если декодер и так смотрит сюда,
+  // а лока нет (слабый сигнал) — пусть работает: BeaconSeedAtHz дёргает Reseed,
+  // и повторные наведения на ту же частоту сбрасывали бы захват по кругу.
+  if AutoFindBeacon(F) then
+    if (FCtl.BeaconDecodeFreqHz <= 0)
+       or (Abs(F - FCtl.BeaconDecodeFreqHz) > BCN_AUTO_MIN_MOVE) then
+    begin
+      FCtl.BeaconSeedAtHz(F);   // тот же путь, что клик мышью
+      FAutoCooldown := BCN_AUTO_COOLDOWN;
+    end;
+  AutoReset;                    // не нашли (или не двигались) — копим заново
+end;
+
 procedure TBeaconScopeForm.RestoreZoomState;
 // Окно лупы переживает перезапуск: ширина, положение и FOLLOW лежат в
 // глобальных настройках (персист — общий SaveGlobalSettings при выходе).
@@ -526,11 +696,14 @@ begin
  if FCtl = nil then Exit;
  FSpanHz := EnsureRange(FCtl.FBcnZoomSpanHz, BCN_SPAN_MIN, BCN_SPAN_MAX);
  FFollow := FCtl.FBcnZoomFollow;
+  FAuto   := FCtl.FBcnZoomAuto;
  if FCtl.BeaconRefHz > 0 then
    FCenterHz := FCtl.BeaconRefHz + FCtl.FBcnZoomOffsetHz
  else
    FCenterHz := DefaultCenterHz;
  if FBtnFollow <> nil then FBtnFollow.Active := FFollow;
+  if FBtnAuto <> nil then FBtnAuto.Active := FAuto;
+  AutoReset;
  ClampWindow;
  // Наведение декодера могло остаться за краем восстановленного окна — его
  // подтянет FOLLOW на первом же тике (PollZoom), отдельной логики не нужно.
@@ -545,6 +718,7 @@ begin
  if FCtl = nil then Exit;
  FCtl.FBcnZoomSpanHz := FSpanHz;
  FCtl.FBcnZoomFollow := FFollow;
+  FCtl.FBcnZoomAuto   := FAuto;
  if FCtl.BeaconRefHz > 0 then
    FCtl.FBcnZoomOffsetHz := FCenterHz - FCtl.BeaconRefHz;
 end;
@@ -555,7 +729,7 @@ procedure TBeaconScopeForm.PollZoom;
 var
  Cnt: Integer;
  Lo, Hi, Dec_: Double;
-  GotWf: Boolean;
+  GotWf, Fresh: Boolean;
 begin
  if FCtl = nil then Exit;

@@ -583,8 +757,8 @@ begin
  // Возврат GetBeaconZoomSpectrum = «в кэше был НЕпрочитанный кадр»; это и есть
  // главный триггер перерисовки трассы. Границы окна тут не помощник: пока
  // никто не панорамирует, они не меняются, а пиксели — каждый кадр.
-  if FCtl.GetBeaconZoomSpectrum(FPix, Cnt, Lo, Hi) then
-    FZoomDirty := True;
+  Fresh := FCtl.GetBeaconZoomSpectrum(FPix, Cnt, Lo, Hi);
+  if Fresh then FZoomDirty := True;
  if Cnt > 0 then
  begin
    if (Cnt <> FPixCount) or (Abs(Lo - FViewLo) > 0.01)
@@ -613,6 +787,8 @@ begin
  FLastTrkHz := FCtl.BeaconTrackedFreqHz;
  FLastDecHz := FCtl.BeaconDecodeFreqHz;

+  AutoService(Fresh);
+
  GotWf := FCtl.GetBeaconZoomWaterfall(FWfPix, Cnt);
  if GotWf and (Cnt > 0) and (FWf <> nil) then
  begin
@@ -806,6 +982,15 @@ begin
  if FBtnFollow <> nil then FBtnFollow.Active := FFollow;
 end;

+procedure TBeaconScopeForm.BtnAutoClick(Sender: TObject);
+begin
+  FAuto := not FAuto;
+  if FBtnAuto <> nil then FBtnAuto.Active := FAuto;
+  AutoReset;
+  FAutoCooldown := 0;      // включили руками — ищем сразу, без выдержки
+  FZoomDirty := True;      // в строке захвата появляется/пропадает пометка AUTO
+end;
+
 procedure TBeaconScopeForm.DoShow;
 begin
  inherited DoShow;
@@ -1146,6 +1331,10 @@ begin
  end;
  if (FState <> bsIdle) and (FSNRdB > -50) then
    Txt := Txt + Format(' · %.1f dB', [FSNRdB]);
+  // Автопоиск помечаем только пока он реально работает: на локе он молчит, и
+  // светить «AUTO» там значило бы обещать действие, которого не происходит.
+  if FAuto and (FState <> bsLock) then
+    Txt := Txt + ' · AUTO';
  C.TextOut(DpiScale(6), DpiScale(21), Txt);
  a := DpiScale(6) + C.TextWidth(Txt) + DpiScale(10);

@@ -339,6 +339,7 @@ type
    FBcnZoomSpanHz:   Double;        // ширина окна лупы, Гц
    FBcnZoomOffsetHz: Double;        // центр = FBeaconRefHz + этот сдвиг
    FBcnZoomFollow:   Boolean;       // держать наведение декодера в окне
+    FBcnZoomAuto:     Boolean;       // автопоиск маяка в окне лупы

    // ---- DMR 4FSK receive decoder ----
    FDMRDec: TDMRDecoder;            // 48 kHz FM discriminator -> DMR worker
@@ -1327,6 +1328,7 @@ begin
  FBcnZoomSpanHz   := 40000.0;
  FBcnZoomOffsetHz := 0.0;
  FBcnZoomFollow   := True;
+  FBcnZoomAuto     := False;
  FBeaconDec.SetInvert(FBeaconDecInvert);
  FDSPEngine.SetBeaconDecoder(FBeaconDec);

@@ -3959,6 +3961,7 @@ begin
  Result.BeaconZoomSpanHz   := FBcnZoomSpanHz;
  Result.BeaconZoomOffsetHz := FBcnZoomOffsetHz;
  Result.BeaconZoomFollow   := FBcnZoomFollow;
+  Result.BeaconZoomAuto     := FBcnZoomAuto;
  Result.AudioSampleRate := FAudioOut.SampleRate;
  Result.ShowSpectrum    := FShowSpectrum;
  Result.ShowWaterfall   := FShowWaterfall;
@@ -7355,6 +7358,7 @@ begin
  FBcnZoomSpanHz   := EnsureRange(FLoadedGlobal.BeaconZoomSpanHz, 600.0, 200000.0);
  FBcnZoomOffsetHz := EnsureRange(FLoadedGlobal.BeaconZoomOffsetHz, -500000.0, 500000.0);
  FBcnZoomFollow   := FLoadedGlobal.BeaconZoomFollow;
+  FBcnZoomAuto     := FLoadedGlobal.BeaconZoomAuto;
  if FWDSPReady then FDSPEngine.SetDisplayResLimit(FDisplayPixels);
  FShowSpectrum  := FLoadedGlobal.ShowSpectrum;
  FShowWaterfall := FLoadedGlobal.ShowWaterfall;
@@ -620,6 +620,7 @@ type
    BeaconZoomSpanHz:   Double;  // ширина окна лупы, Гц
    BeaconZoomOffsetHz: Double;  // центр окна = BeaconRefHz + этот сдвиг
    BeaconZoomFollow:   Boolean; // держать наведение декодера в окне
+    BeaconZoomAuto:     Boolean; // автопоиск маяка в окне лупы
    // --- Audio settings ---
    AudioOutDevice:    string;   // PortAudio output device name ('' = default)
    AudioSampleRate:   Integer;  // PortAudio stream sample rate (e.g. 48000)
@@ -988,6 +989,7 @@ begin
  G.BeaconZoomSpanHz   := 40000.0;
  G.BeaconZoomOffsetHz := 0.0;
  G.BeaconZoomFollow   := True;
+  G.BeaconZoomAuto     := False;
  G.AudioOutDevice   := '';
  G.AudioSampleRate  := 48000;
  G.AudioInDevice    := '';
@@ -1241,6 +1243,7 @@ begin
  G.BeaconZoomSpanHz   := JD(GObj,'beacon_zoom_span',40000.0);
  G.BeaconZoomOffsetHz := JD(GObj,'beacon_zoom_offset',0.0);
  G.BeaconZoomFollow   := JB(GObj,'beacon_zoom_follow',True);
+  G.BeaconZoomAuto     := JB(GObj,'beacon_zoom_auto',False);
  // Audio settings
  G.AudioOutDevice  := JS(GObj,'audio_out_device','');
  G.AudioSampleRate := JI(GObj,'audio_sample_rate',48000);
@@ -1391,6 +1394,7 @@ begin
  JW(O,'beacon_zoom_span',G.BeaconZoomSpanHz);
  JW(O,'beacon_zoom_offset',G.BeaconZoomOffsetHz);
  JW(O,'beacon_zoom_follow',G.BeaconZoomFollow);
+  JW(O,'beacon_zoom_auto',G.BeaconZoomAuto);
  // Audio settings
  JWS(O,'audio_out_device',G.AudioOutDevice);
  JW(O,'audio_sample_rate',G.AudioSampleRate);