Устройство для сжатия информации

 

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее на передающей стороне коммутатор, первый аппроксиматор , блок ключей, выходы которого соединены с первы1 1и входами выходного блока, выход которого Подключен к каналу связи, на приемной стороне - входной блок, вход которого подключен к каналу связи, выход соединен с входом дешифратора, первый выход дешифратора соединен с первым входом первого аппроксиматора, блок регистрещии, выход которого соединен с входом блока индикации, о тли.чающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства путём увеличения числа передаваемых функций, в него введены на передающей стороне блок памяти , блок синхронизации, пороговый элемент, задатчик отсчетных коэффи-. циентов, нелинейные элементы, блок ортогональной Нормализгщии, второй аппроксиматор, первый вход блока памяти соединен с выходом коммутатора , второй вход - с выходом блока ;синхронизации, выход блока памяти соединен с первым входом порогового элемента, второй вход порогового элемента подключен к первому информационному выходу второго аппроксиматора , первый выход порогового эле мента подключен к информационному входу задатчиков отсчетных коэффициентов , второй выход - к управляющим входам блока ключей и задатчика отсчетных коэффициентов, выходы которого подключены к информащюнным входам блока ключей и информационным входа1л первого аппроксиматора выходы которого подключены к входам нелинейных элементов, выходы нелинейных .элементов соединены с первыг. входом блока ортогональной нормализации, вьаходы которого соединены с информационными входами второго аппроксиматрра , второй:, третий и четвертый выходы блока синхронизации соответственно подключены к второму входу блока ортогональной нормализации-, : л .синхронизирующему входу первого аппроксиматора и второму входу выходс ного блока, на приемной стороне вввг дены нелинейные элементы, блок ортогональной нормализации, второй аппроксиматор , первые выходы дешифратора соединены с информационными ВХО дами первого аппроксиматора,- вторые о У1 выходы тс информацион ными входами второгЪ аппроксиматора, выход первого аппроксиматора соединен с вхоз; дами нелинейных элементов, выходы которых соединены с входами блока ю U 1 ортогональной нормализации, выходы которого подкщ)чены к входам второго аппроксиматора, вьоход второго ап ,проксиматора подключен к входу блока регистрации. 2. Устройство по П.1, от л и ч аю щ е е с я тем, что.блок ортогональной нормализации содержит генератор синхроимпульсов, формирователь г каналов, каждалй К-ый (,2, 3,...yN) канал содержит (K-t) проектор , нормализатор, элемент И и элемент памяти, первый вход которого подключен к одноименному входу блока ортогональной нормализации, выход

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(59 08 С 15 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ

5 "* -., t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " 1

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463840/18-24 (22). 05.07.83 ,(46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) А.A.Хрупало, A.Ô.Зарицкий и В.A.Äåìåõèí ,(53) 621 ° 398(088.8) (56) 1. Прэт У. Цифровая обработка

:изображений. Пер. с анг. М., "Мир", 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

9 405125, кл. 5 08 С 15/00, 1972 ° .

3. Авторское свидетельство СССР

В 345503, кл. G 08 С 15/06, 1970 (прототип). (54){57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ

ИНФОРМАЦИИ, содержащее на передающей стороне коммутатор, первый аппроксиматор, блок ключей, выходы которого соединены с первьвли входами выходного блока,. выход которого подключен к каналу связи, на приемной стороне — входной блок, вход которого подключен к каналу связи, выход соединен с входом дешифратора, первый выход дешифратора соединен с первым входом первого аппроксиматора, блок регистрации, выход которого соединен с входом блока индикации, отличаюшеесятем, что, с целью повышения информативности устройства путем увеличения числа передаваемых функций, в него введены на передаюшей стороне блок памяти, блок синхронизации, пороговый элемент, задатчик отсчетных коэффи-. циентов, нелинейные элементы, блок ортогональной нормализации, второй аппроксиматор, первый вход блока. памяти соединен с выходом коммутатора, второй вход — с выходом блока

:синхронизации, выход блока памяти соединен с первым входом порогового элемента, второй вход порогового элемента подключен к первому информационному выходу второго аппроксиматора, первый выход порогового эле-.

"лента подключен к информационному входу задатчиков отсчетных коэффици-; ентов, второй выход - к управляюшим входам блока ключей и задатчика отсчетных коэффициентов, выхоцы которого подключены к информационным входам блока ключей и информационным входам первого аппроксиматора„ выходы которого подключены к входам нелинейных элементов, выходы нелинейных элементов соединены с первым входом блока ортогональной нормализации, выходы которого соединены с информационными входами второго аппроксиматора, второй, третий и четвертый выходы блока синхронизации соответственно подключены к второму входу . Е блока ортогональной нормализации; .синхронизирукщему входу первого аппроксиматора и второму входу выходного блока, на приемной стороне вве-. дены нелинейные элементы, блок ортогональной нормализации, второй ап- Я проксиматор, первые выходы дешифратора соединены с информационными вхо дами первого аппроксиматора, вторые выходы †. с информационными входами второго аппроксиматора, выход первого аппроксиматора соединен с входами нелинейных элементов, выходы которых соединены с входами блока ортогональной нормализации, выходы которого подключены к входам второго аппроксиматора, выход второго ап,проксиматора подключен к входу блока регистрации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что .блок ортогональной нормализации содержит генератор синхроимпульсов, формирователЬ и каналов, каждый К-ый (K=1,2, 3 ... N) -канал содержит (k-<) проектор, нормализатор, элемент И и эле- мент памяти, первый вход которого подключен к одноименному входу блока ортогональной нормализации, выход1056244 к первым входам К-1 проекторов,второй вход первого проектора подключен к перьэму входу первого проектора, в остальных проекторах К-ro канала второй вход проектора соединен с вы-.ходом предыдущего проектора, выход последнего проектора подключен к входу нормализатора, выход которого подключен к третьему входу одноименного проектора и первому входу элемента И, выходи элементов И каждого канала подключены к одноименным выходам блока ортогональной нормализации, выход последнего проектора .й -го канала подключен к первому входу формирователя и одноименному выходу блока ортогональной нормализации, выход формирователя подключен. к второму входу элементов И; второй вход формирователя подключен к первому выходу генератора синхроимпульсов, второй выход которого подключен к

Йзобретение относится к областй телемеханики, телеметрии и предназначено для уменьшения избыточности информации,.передаваемой на расстоя-, ние.

Известны устройства для .сжатия информации, содержащие на передающей стороне блок отбора информации, выход которого через отсчетный ключ соединен с информационным входом бло- 10 ка ввода информации в канал связи, и адаптивный дискретизатор, вход которого подключен через входной ключ к выходу блока отбора информации, первый выход через выходной ключ со- 15 единен с одним из адресных входов блока ввода информации в канал свя.зи, а второй выход подключен к одному из входов триггера, выход которого соединен с управляющим входом входного ключа. На приемной стороне устройство содержит аппроксиматор, выход которого через выходной ключ подключен к входу блока регистрации, а вход через входной >5 ключ соединен с первым выходом блока вывода информации из канала связи, второй выход которого подключен к входу дешифратора (1j .

Известно: также устройство, содержащее блок отбора информации, первый выход которого соединен с входом интерполятора, а второй выход — с .одним из входов блока сравнения,запоминающий блок, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения„ а второй вход — к одному из выходов второму входу элементов памяти кана- лов, входы каналов являются и -входами блока ортогональной нормализации, вход генератора синхроимпульсов является (М )j -входоМ блока ортогональной нормализации.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что проектор содержит элемент памяти, усилитель, вычитатель, .коррелятор, вход. которого подключен к первому входу проектора, выход коррелятора подключен к входу элемента памяти, выход которого подключен к первому входу усилителя, выход усилителя подключен к первому входу вычитателя, второй вход и вы ход вычитателя подключены соответст. венно к второму входу и выходу проектора, второй вход коррелятора и второй вход усилителя подключены к третьему входу проектора.

1 интерполятора, блок управления, вход которого соединен с выходом запоминающего блока, а выходы — с входами блока отбора информации, интерполятора и блока сравнения, устройство так>хе содержит и экстраполятор, соединен-. ный с интерполятором, блоком управления и блоком сравнения j2) .

Однако эти устройства используют лишь один вид аппроксимирующих функций, вследствие чего при малой априорной. информации о сигналах .эффективность сжатия невысока.

Наиболее близким по своей сущности и техническому решению к изобретению является устройство, содержащее на передающей стороне схему совпадения, блок отбора информации (коммутатор), выход которого через отсчетный ключ соединен с информационным входом блока ввода информации в канал связи (выходной блок) и адаптивные дискре-. тизаторы, вход каидого из которых через соответствующий входной ключ подключен к выходу блока отбора информации (коммутатор), первый выход через соответствующий выходной ключ соединен с одним из адресных входов блока ввода информации в канал связи (выходного блока), а второй выход подключен к одному.из входов соответствующего триггера, выход которого соединен с управляющим входом соответствующего входного ключа, на приемной стороне — аппроксиматоры, выход каждого из которых через соответствующий выходной ключ подключен к входу

1056244 блока регистрации, а вход через соответствующий входной ключ соединен с первым выходом блока вывода информации из .канала связи (выходного блока}, второй выход которого подключен к входу дешифратора, причем на передающей сторонб первые выходы адаптивных дискретизаторов соединены с входами схемы совпадения, выход которой под,ключен к другим входагл триггеров и к управляющим входам отсчетного и выход- о

ых ключей, а на приемной стороне ервый выход дешифратора соединен с дними, а второй — с другими управляющигли входами входныХ и выходных

;ключей. 15

Известное. устройство позволяет испольэовать несколько аппроксимирующих функций различного вида, а в качестве выходной выдается информация, поступившая . с адаптивного дйскретизатора (аппроксиматора), наиболее эффективно сжавшего сиГнал на заданном участке его обработки (аппроксиглации) (31 .

Однако недостаточно большое количество разновидностей используемых для аппроксиглации функций, обусловленное принципом построения известного технического решения, не позволяет получить высокую степень и ка-. чество сжатия информационных сигна-. лов.

Для получения высокого эффекта сжатия входных сигналов при достаточно высокой степени их разнообра- З5 зия в условиях отсутствия оприорной информации о них, необходимое количество видов функций для аппроксимации может превышать 10а000-100.000.

При этом аппаратурная реализация по 4р известному,1 техническому решению становится весьма громоздкой, падает надежность устройства, возрастает стоимость, усложняется обслуживание, ограничиваются условия эксплуатации и применение.

В савых различных областях техники необходимы устройства скоростной передачи-данных, причем заранее предугадать вид передаваемой информации невозможно. B этом случае приходится идти либо на увеличение объема аппаратуры, либо ограничивать класс задач, решаемых устройствами скоростной передачи информации.

Цель изобретения - повышение ин-. формативности устройства.

Цель достигается путем существенного увеличения числа различных видов функций, используемых для аппрок° ° ° ,,симации. Разнообразные виды функций 60

=1,2,..., Д, которые используются для аппроксимации сигнала

5(Ц, образуются с помощью Одного дополнительного аппроксиматора путем выбора (задания) отсчетных коэффици- 65 ентов «а, k =1,2,...,k Выбирая отсчетн;. å коэффициенты а k при заданных.первичных аппроксимирующих функциях (<Р„ (Ц, k =1,2,...,, обес-, печивается достаточное разнообразие вторичных функций ф; (4), используемых для сжатия сигналов, количество которых 3 не зависит от принципа построения устройства, т.е. для увеличения 3 не требуется лийейного увеличения аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сжатия ннфорглации, содержащее на передающей стороне коммутатор, первый аппроксиматор, блок ключей, выходы которого соединены с первыми входами выходного блока, выход которого подключен к каналу связи, на приемной стороне выходной блок, вход которого подключен к каналу связи, выход соединен входом дешифратора, первый выход дешифратора соединен с первым входом первого аппроксиматора, блок регистрации, Выход которого соединен с входом блока индикации, введены на передающей стороне блок памяти, блок .синхронизации, пороговый элемент, задатчик отсчетных коэффици-, ентов, нелинейные элементы, блок ортогональной нормализации, второй аппроксиматор, первый вход блока памяти соединен с выходом коммутатора, второй вход — с выходом блока, синхронизации, выход блока памяти соединен с первым входом порогового элеглента, второй вход порогового элемента подключен к первому информационному выходу второго аппроксиматора, первый выход порогового элемента подключен к информационнсгглу входу задатчиков отсчетных коэффициентов, второй выход — к управляющим входам блока ключей и задатчика отсчетных коэффициентов, выходы которого подключены к информационным входам блока ключей и информационным входам первого аппроксиматора, выходы которого подключены к входам нелинейных элементов, выходы нелинейных элементов соединены с первым входом блока ортогональной нормализации, выходы которого соединены е информационными входами второго аппроксиматора, второй, третий и четвертый выходы блока синхронизации соответственно подключаны к второму входу блока ортого-. нальной нормализации, синхронизирующему входу первого аппроксиматора и второму входу выходного блока, на приеглной стороне введены нелинейные элементы, блок ортогональной нормали-. зации, второй аппроксиматор, первые выходы дешифратора соединены с, йнформационными входами первого аппроксиматора, вторые выходы — с информационными входами второго аппроксимато.

1056244 ра, выход первого аппроксиматора ñîåдинен с входами нелинейных элементов, выходы которых соединены с входами блока ортогональной нормализации, выходы которого подключены к входам второго аппроксиматора, выход второго аппроксиматора подключен к входу блока регистрации.

Кроме того, блок ортогональной нормализации содержит генератор синхроимпульсов„ формирователь и г» каналов, каждый k -ый (=1,2,3

> ° ° °

Я) канал содер>кит (k - «) проектор, нормализатор, элемент И и элемент памяти, первый вход которого подключен к одноименному входу блока орто=»5 гональной нормализации, выход подключен к первым входам k -1 проекторов, второй вход первого проектора подключен к первому входу первого проекто-. ра, в остальных проекторах k --го ка-20 нала второй вход проектора соединен с выходом предыдущего проектора,выход последнего проектора подключен к входу нормализатора, выход которого подклр>чен к третьему входу одноименного проектора и первому входу элемента И, выходы элементов И каждого канала подклг»>чейы к одноигленным .выходам блока ортогональной нормализации, выход последнего. проектора

N-ão канала подключен к первому вхо;ду формирователя и одноименному выходу блока ортогональной нормализации, выход формирователя подключен к второму входу элементов И, второй вход формирователя подключен к первому выходу генератора сйнхроимпулъсов, второй выход которого подключеи к второму входу элементов памяти каналов, входы каналов являются H -вхо- дами блока ортогональной нормализа=: 49 ции, вход генератора синхроимпульсов является (M »«) -входом блока ортогональной нормализации.

При этом, проектор содержит элемент памяти„ усилитель, вычитатель, коррелятор, вход которого подключен к первому входу проектора, выход коррелятора подключен к входу элемента памяти, выход которого подключен к первому входу усилителя, выход усилителя подключен к первому входу вь1читателя, второй вход и выход вычитателя подключены соответственно к второму входу и выходу проектора, второй вход коррелятора и второй вход усилителя подключены к третьему 5 входу проектора.

На фиг.1 и 2 представлены соответственно передающая и приемная час-, ти устройства, на фиг.3 — структурнО-6О функциональная схема, детализирующая .блок ортогональной нормализации устройства," на фиг.4 — геометрическая схема-модель, поясняющая принципы функцулог»ирования устройства, 65 где >»(Ц - входной сигнал, сжатый сигнал в виде набора отсчетных коэффициентов ь„ь,,...,ь.), полученных при аппроксимации функциями

$Q"„-- «,я 6 Г„ (в примере число функций М =3) из множества разнообразных видов этих функций г.

"->; — сигнал, сжатый наиболее эффективно, 1 0lgjf =1,2,...pk — отсчетные коэффициенты, задающие конкретный вид функций ф;(4) из V» (в примере,k =3 по фиксированным аппроксиглирующим функциям Я к в первичном аппроксиматоре, (д„д,дЦ вЂ” адресная часть сообщения, задающая вид аппроксими° 7» рующих функций

»>„)Jq,ЬДЕ;. — отсчетные коэффициенты, по которым на приемной конце восстанавливается исходный сигнал 5(Ц с заданной точностью по функциям F» q восстанавливаемым по адресуема,, 3 к С»З) нелинейное преобразование, выполняемое .функциональными преобразователями °

Устройство (фиг.1 и 2) содержит коммутатор 1, блок 2 памяти аппрок:симатора 3«, Ьу, нелинейные элементы

{M>II) 4» -4»>, блок 5 ортогональной нормализации сигналов, пороговый

;элемент 6, задатчик 7 отсчетных коэффициентов, блок 8 ключей, выходной блок 9, блок 10 синхронизации, входной блок 11, дешифратор

12, функциональные преобразователи 13»- 13»», усилители 14» -14г» с управляемым коэффициентом усиления, сумматоры 15« и 15, нелинейные элементы 16«-16»>, блок 17 ортогональ- ной нормализации, блок 18 регистрации, блок 19 индикации.

Рассмотрим принцип работы устройства на примере герометрической мо- . дели (фиг.4) . Для наглядности ограничимся тремя аппроксимирующими функциями: Р» 9q,

<ц И = (е „» „(ц), Данное выражение описывает все многообразие видов аппроксимирующих функций 1-, которые используются для сжатия сигнала во втором аппрок1056244

8 симаторе. Данное многообраэие видов этих функций (IF; $ e. F представлено на фиг.4 в виде 3-»лерного простран ства, ".натянутого" на орты Ф»,Ф, (p

Для того, чтобы получаемые функции 5 це»,ср»,Ср » были независимы, а

Г, F,..., е-; — минимально изоморфны, производится нелинейное функциональное преобразование Р . Сигнал

5(Ц сжимается в . втором аппроксима- »0 торе с использованием полученных видов е.», Гд,... Г» функций. Вид функций F»(е наиболее эффективно сжимающих сигнал, находится путем выбора отсчетных коэффициентов1а„а,o») в 15 подпространстве F (с помощью блока . выбора отсчетных коэффициентов) по минимальной величине ошибки представления А; сигнала б; . Далее коор»4 динаты » -ой точки в подпростран- 20 стве F, определяемые в виде от-счетных коэффициентов )al», сее. O пер-moro аппроксиматора, поступают в виде адресной части е ообщения для передачи в канал связи а вторая часть 25

Сообщения, предоставляющаясам сжатый сигнал 6; в виде отсчетных коэф% фициентов (g g< b ) следует непосредственно за адресной частью.

На приемной стороне сначала по адресной части восстанавливают внд функций F;, наиболее эффективно сжавших сйгнал44 Затем По этИМ фУнкциям и второй. части сообщения восстанавливают сам сигнал.

Устройство работает -следующим образом.

В начальном состоянии в блоке 2 памяти отсутствует входной сигнал

S(t) . Функции, которыми апнроксимируется ЬЩ в аппроксиматоре 3 и 40 которые поступают в него из блока 5 ортогональной нормализации в виде сигналов (f» (Ц вЂ” нулевые. В первичном аппроксиматоре 3» функции(Р ((Ц используемые для синтеза (; (4), фик-45 сированы и заданы в виде набора сиг-. налов, обладающих свойством ортого.нальности

44 Х «««Е"

44, « Е-

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

4«К" «««Е " поступает с первбго выхода порогового элемента б на вход задатчика отсчетных коэффициентов 7 а„, k = л,k аппроксиматоре 3».

Отсчетные коэффициенты а», O, 0 -.. 44 К ВЫбИраЮтСя бЛОКО(Л 7 та:ким образом, чтобы минимизировать сигнал погрешности,.(3) . Задатчиком отсчетных коэффициентов 7 будут выбраны коэффициенты 1 а „, а 2 „., а к 4( которым соответствует набор сигналов в виде функций (у;(6), наиболее эф фективно сжимающих (аппроксимируо,:щих в аппроксиматоре Зд) сигналб(1)

min - Ць(4(- z ь„ е",(41) «м„...„,,, (е ««»

I где Е,(4) = Р(Е а„Ф„(М);

) Р«(4(,(41ДЕ =(e cz7m «ЕЕ (4) 544

L где ((— интервал времени, на котором производится сжатие сигнала 5(0

Входной сигнал 5(Ц через комму:татор 1 поступает на блок 10 синхронизации и блок 2 памяти, где времен- . но запоминается до окончания процесса сжатия. Импульсы,от блока 10 синхронизации синхронизируют работу все- го устройства, запускают аппроксиматор 3». На выходе аппроксиматора Зу образуется некоторая (сначала произвольная) функция и сигнал,,соответствующий этой функции, поступает на 65 входы нелинейных элементов 4»-4»». Закон преобразования в нелинейном элементе,задается заранее либо в виде степенных функций, либо экспоненциальных либо по любому. другому нелинейному закону, обеспечивающему независимость сигналов, образукдихся на выходах

4» -4»е. Далее сигналы после преобразования в нелинейных элементах поступают на вход блока 5 ортогональной нормализации и преобразуются в нем так, что

I е.(44.(4(«=(, : „е .". Р) где 4 — интервал, на котором аппроксимируется 5(Ъ)

Ортогонально нормированные сигналы с((п(Ц и= 4,g поступают на входы аппроксиматора Зд, в котором используются в качестве аппроксимирующих функций. Из блока 2 пагляти поступает входной сигнал б(М на первый вход порогового элемента б, а на второй его вход аппроксимированный сигнал от аппроксиматора Зд. В зависимости от близости сигнала к выбранным ап- проксимирующим функция л ф»»(Цh =Ч, Ц в аппроксиматоре Зе при заданной по" стоянной погрешности его обработки ( в виде порога в пороговом элементе 6) сигнал погрешности, соответст вующий степени этой близости

44- )(%41-X. Ь„44„(4)) (t, (4) 6 (ео»,о(-- заданная погреыность представленияб(1 .

1056244

После выбора отсчетных коэффициентов сигнал погрешности проходит на второй выход порогового эле- мента 6 и открывает ключевую схему

8. В результате этого отсчетные коэффициенты (Ь„, Ь >,..., Ь„3, представляющие собой сжатое представление сигнала 5(Ц в функциональном подпространстве F ""„ (фиг.4}, вместе .с адресной частью — .отсчетными коэффициентами >« atq,г«д, .", oy), определяющигли вид г<>г Функций аппроксимации, поступают от блока 7 выбора коэффициентов и от аппроксиматора 3о в. блок 9 выхода. В данном блоке (аналогично (3) ) производится при необ- 15 ходимости помехоустойчивое кодирование адресной части коэффициентов и самих отсчетньгх коэффициентов Ьл, Ьг, ",Ь>1 для измерения сигнала, Б(4) на момент времени г в интер- 20 вале Т. При поступлении нового вход. ного сигнала в блок 2 памяти, блоки и элементы устройства по первому сигна.лу синхронизатора устанавливаются в начальное состояние,,после чего цикл я5 сжа-..ия повторяется для нового измерения. Необходимая степень сжатия мо жет регулироваться (задаваться) величиной погрешности отображения сиг нала в виде порогаб в пороговом элементе б при фиксированном наборе от; счетов-коэффициентов Ь>, k = «,И. в .аппроксиматоре Зд.

Поступившая из канала связи информация воспринимается на приемной 35 стороне >,фиг.2) блоком 11 входа.

В момент поступления ацресной части сигнала (a<, с>,„>а )в дешифратор 12 значения отсчетных коэффициентов по-, ступают на управляющие входй усили- ® телей 14« -14гг первого аппроксиматора и устанавливают коэффициенты их усиления соответственно значениям (O, a<„,.,a„). Импульс запуска от де- »>ифратора 12 поступает одновременно на входы всех функциональных преоб- разователей 13« -13г>, которые реализуют те же самые сигналы функций (<Р„, Р, „,, Рг>, что и на передающей стороне в аппроксиматоре 3«.

Усиленные с соответствующими коэффи- циентами (Q „, О д „„, a y ) сигналы функций (9>, 7 p = Ч,Я поступают на сум" матор 15« где складываются. В результате этого образуется тот вид аппроксимирующей функции, используемой во .втором аппроксиматоре, который давал максимальное сжатие сигнала на передающей стороне. Для этого сигнал с выхода сумматора 15« аналогично как, и на передающей стороне проходит че- 60 рез нелинейные элементы 16« -1бг>, за.тем по>гученные сигналы ортогонально нормируются согласно (2) блоком 17 ортогональной нормализации и поступают на второй аппроксиматор. На управ- Я ляющих входах усилителей 14 второго аппроксиматора уже к этому времени поданы от дешифратОра 12 сигналы от счетных коэффициентов(Ъ1,Ь „„,ЬД, представляющих сжатый сигнал.

Восстановленные по (a „,a < „,, а „ сигналы функций максимал>»ного сжатия (< ;(c «,>«поступая от блока 17 ортогонального нормализатора и проходя через усилители 14 с заданными Ь„Ь,...,Ъгг)коэффициентами усиления, ггрй сумглировании в сумматоре 15 г восстанавливают исходг;ый сигнал >(Ч с принятой погрешностью (не более

6Г>ооог ), которая реализуется пороговыгл элементогл б при сравнении аппромсимированного и входного сигналов согласно (4) . Сигнал окончания процесса сжатия или дости>кения 6 порог с второго выхода порогового элеглента б поступает на второй вход блока 7 выбора коэффициентов для окончания процесса выбора фиксирования выбранных коэффициентов.

Рассмотригл работу блоков 5 и 17 ортогонального нормирования, детализированная функциональная схема кото рых приведена на фиг.3.

Блок содержит коррелятор 20, элемент 21 памяти, усилитель 22, вычитатель 23, блок 24 нормализации,проектор 25, формирователь 26, элемент

27 памяти, генератор 28 синхроимпульсов, схему И 29.

Блок ортогональной нормализации работает следующим образом.

На входы 1, 2, 3, ..., K, ..., N поступают сигналы неортогональных функций Мк(t) и запоминаются в элеглентах 27 памяти .(например, регистрах памяти) . С выбранной частотой запуска, задаваемой, например, импульсами внешней синхронизации, сигналы с генератора синхроимпульсов поступают на входы элементов памяти, в результате чего с их выходов регенерируются сигналы неортогональных ункций Ъg (t) . Через Я тактов реге-. нерации этих сигналов, количество оторых во врегленном измерении опрееляет время начального установления лока ортогональной нормализации (. иэ-за пропорциональности запаздывания сигнала номеру канала - К) на выходе блока ортогональной норглализа» ции образуются системы сигналов ортогональных нормированных функций

Og (« ) . Выдача этих сигналов происходит одновременно с формированием последнего сигнала 0 «(Ц по сигналу формирователя 6, открывающего схему И 29, которые синхронизируются сигналами генератора 28.

При этогл в первом канале сигнал входной функции Ф«(Ц только нормализуется блоком 24 норглализации, на выходе которого получают сигналы

1056244

12 первой базисной функции U<(t) соглас-. но процедуре Грамма-!Лмидта (4) .

Во втором канале за время Т цикла регенерации коррелятором 20 вычисляется величина корреляции второго входного сигнала функции В2 (t) с сигналом первой базисной функции0л(Ц .

Т с,=(а,М* и,(u,щи (<)

Напряжение С,у, пропорциональное коэффициенту корреляции, с выхода коррелятора 20 поступает на элемент, 21 памяти (выполненный, например,на регистре или конденсаторе в зависи- 15 (мости от исполнения устройства — в ,цифровом или аналоговбм варианте) .

: Величина С 2 запоминается на время цикла Т. Коррелятор 20 сбрасывается в конце цикла Т в началь- 20 ное состояние. Величина С2л в элементе 21 памяти устанавливает коэффициент усиления усилителя 22,кото,рым усиливается сигнал Ол(Ц из первого канала. На выходе усилителя 22 25 образуется сигнал с„ „(ч=(а,,Ц 0„ф, который вычитается вычитателем 23 иэ 30 входного сигнала Щ (t) .

,()-(а,,u,) „щ. p)

Полученная на выходе вычитателя

23 разность (2) нормируется блоком 35

24, в результате чего на выходе блока 24 нормирования к концу второго такта (2Т1 регенерации образуется .сигнал второй ортогональной базисной функции 0q (t) .40

Аналогичным образом работают остаЛьные каналы. Так, к концу третьего такта (ЗТ) на выходе блока 24 нормализации третьего канала образуется сигнал третьей базисной функции 0 (О 45 синхронно с функциями Ол (t) и Uy(t) .

При этом,во втором проекторе 25 вычитателя третьего канала из разностного сигнала, полученного в первом проекторе 25 вычитателя 23 .того же

1 канала

e Þ Мь (1(1лЖ) ,вычитается сигнал ,(,u,) u, (Ч; 55, (4 (tl (з,@о„®)-(аз,ц g,(t). з) Таким образом, для каждого канала можно записать:

5 "W((

М® М ц(tl 2 u,Í Ë к-л 5.=®.(Ч-.2 (1 . U;) 0;(ЦД„0,(Ц,.т к (,2., ° „Н

Таким образом, к концу времени

Н 7N -го такта на выходе блока орто- гональной нормализации синхронно и

-.иифаэно генерируется система из М сигналов ортогонально нормальных функций(0» (tl(, k =1,2,..., Ц, согласно, процедуре Грамма-Ылидта.

Положительный эффект, достигаемый в предложенном техническом решении, можно оценить следующим образом.

Для достижения высокой степени сжатия информации достаточно разнородной по своему составу и в условиях малой априорной информации о сигналах предположим необходимо 10.000 видов аппроксимирующих функций.

В этом случае согласно известного устройства необходимо 10..000 каналов с адаптивными дискретиэаторами, ключевыми схемами на передающей стороне и столько же аппроксиматоров — на приемной. Очевидно, что существенно возрастает сложность и падает надежность такого устройства.

В предлагаемом устройстве предель- . ное многообразие видов аппроксимиру) ющих функций определяется размерностью подпространства (фиг.41, т.е. числом функций Ф,Ф,..., Фк (Или количеством функциональных преобразо.вателей в первом аппроксиматоре) и точностью или дискретностью задания этих функций.

Предположим, число функций Рк задано (k =5), что физически легко реализуемо, а число отсчетов для. запоминания каждой из них выбрано рав,ным 100. В этол случае предельное количество реализуемых возможных видов аппроксимирующих функций будет равно: (10 ) =10 э )> 10 что в 10 раз больше воэможностей. ,известного устройства при более простой реализации.

Таким образом, введение новых блоков и связей в устройство позволило ,существенно повысить его информа,тивность.

1056244 дхоти

1016 24 4.

1056244, x-f

Составитель В.Черединцев

Редактор В.Иванова Техред A,À÷ Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 9312745 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5 .Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4