Устройство для сжатия информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ Ш1ФОРМАЦИИ, содержащее компараторы, первые входы которых подключены к соответствующим входам устройства, выходы - к соответствующим входам элемента ИЛИ, генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, выход которого подключен к входу цифро-аналогового преобразователя , выход которого подключен к объединенные вторш входам компараторов , отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства , в него введены блоки памяти и блок постоянной памяти, адресные входы которого подключены к выходам соответствующих компараторов, выходы блока постоянной памяти подключены к знаковым входам соответствующих блоков памяти, управляющие входы (Л которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, информационные входы блоков памяти объединены и подключены к выходу счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 С 08 С l9/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3532874/18-24 (22) 03.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. 9 17 (72) А.В.Апыхтин, В.И.Рабинович, Н.В.Третьякова, В.А,Трушин и И.П.Цапенко (71) Новосибирский. электротехнический институт (53) 621.398 (088.8 ) (56) 1. Носков Ю.В. Аппроксимирующее измерительное устройство. Межвузовский сборник научных трудов.

Вып. l. Контрольно-измерительные системы. Новосибирск, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3404368/18-21 кл. Н 03 К 13/20, 1982 (прототип ). (54}(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ

ИНФОРИАЦИИ, содержащее компараторы, первые входы которых подключены к

„Л0„„1091209 А соответствующим входам устройства, выходы — к соответствующим входам элемента ИЛИ, генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, выход которого подключен к входу цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к объединенным вторым входам компараторов, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блоки памяти и блок постоянной памяти, адресные входы которого подключены к выходам соответствующих компараторов, выходы блока постоянной памяти подключены к знаковым входам соответствующих блоков памяти, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, информационные входы блоков памяти объединены и под ключены к выходу счетчика.

1091209

Изобретение относится к автомати-ке и вычислительной технике и может быть использовано для сжатия информации при измерении и обработке совокупнОсти входных величин, являющихся функцией пространственной координаты.

Известно устройство, в котором функция пространствечной координаты аппроксимируется многочленом сте*е- !0 ни т по результатам измерения Ы входных величин. Выходной информацией данного ус.тройс гва являются коды m +1 значений коэффициентов аппроксимирующего многочлена. Сжатие информации дости:-.ается тем, что степень m многочлена меньше числа входных величин N. Такое устройство содержит соединенные по=следовательно коммутатор аналоговых 211 сигналов, генератор базисных функций (ортогональных полиномов), вычисли— тельное устройство с.1.1

Для получения m+1 значений коэффициентов необходимо 11 (m +1) циклов 25 работы устройства, что обусловливает его низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущнос:ти является устройство, содержащее компараторы, 30 элемент ИЛИ, общее ус.тройство уравновешивания, включающее цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), счетчик„ генератор тактовых импульсов (ГТИ), генератор базисных функций ГБФ,вычитающие сумматоры, накапливающие сумматоры, причем управляющие входы

ГБФ подключены к выходам компараторов„ а выхоцы его — к входам вычитающих сумматоров., выходы которых соединены с входами накапливаюших сумматоров. при этом управляюшие входы вычитающих сумматоров подключены к входу элемента ИЛИ, а управляющие входы накапливающих сумматоров соединены с выходом ГТИ (23

Указанное устройство предназначено для сжатия больших обьемов информации, обладает высоким быстродействием, но при аппроксимации пространственных сигналов дискретными базисными функциями имеет неоправданно большую сложность.

Цель изобретения — упрощение устройства путем обобщенного описания

55 пространственнои функции H обеспечения возможности сжатия информации при сохранении быстродействия.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство для сжатия информации, содержащее компараторы, первые входы которых подключены к соответствующим входам устройства, выходы — к соответстсующим входам элемента ИЛИ, генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, выход которого подключен к входу цифро аналогового преобразователя, выход которого подключен к объединенным вторым входам компараторов, введены блоки памяти и блок постоянной памяти, адресные входы которого подключены к выходам соответствующих компаратороц, выходы блока постоянной памяти подключены к знаковым входам соответствующих блоков памяти, упра.вляющие входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, информационные входы блоков памяти объединены и подключены к выходу счетчика.

Такое устройство аппроксимирует пространственную функцию, заданную совокупностьЮ Ж входных величин 11. дискретными базисными функциями, причем уменьшение объема выходной информации достигается путем отбрасывания части коэффициентов при с".хранении заданной погрешности восстановления исходной функции.

На фиг. I представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 электрическая схема одного из возможных вариантов его реализации.

Устройство содержит компараторы I, элемент ИЛИ 2, постоянный блок 3 постоянной памяти (ПБП), генератор 4 импульсов, счетчик 5, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 6, блоки 7 памяти.

Один из возможных вариантов реализации устройства приведен для и =8, где n — число базисных функций. Компаратс1ры 1 представляют микросхему типа К 544 САЗА, ПБП вЂ” микросхему типа

К 556 РЕ4. Входовая логическая схема

ИЛИ-2 предс тавляет микросхему типа

К 561 ЛИI. ГТИ может быть выполнен на микросхеме К 155 ТЛI, счетчик представляет собой серийно выпускаемую микросхему типа К 561 ИЕ10, ЦАП содержит две микросхемы типа K 153 УД2 и

К 572 ПАI. Блоки памяти выполнены на микросхемах типа 564 HMI, 564 ИР9, 564 ИЕ14, 564 ЛП2, 564 ЛА7, 564 ЛС2 и 564 ЛН1, при этом выходы ЛС2 подключены к входам И111, к В входам коl 09 l 209 торых подключены выходы ИР 9, выход Р

ИМI соединен с входом ИЕ 14, вход V которого соединен с выходом ЛА7, выходы ИМI соединены с D-входами ИР9>

С-входы которых соединены с выходом

ЛП2 и первым вхо" м ЛА7, второй вход которого соединен с первым входом ЛП2 и входом Ро ИМI, второй вход ЛП2 соединен с выходом схемы ИЛИ через инвертор

lH1. Выходы .счетчика подключены к А входам ЛС2 и через инверторы JIhl — к входам В ЛС2.

Устройство работает в соответствии с ниже приведенным алгоритмом.

Функцию заданную N значениями с !

% равномерным шагом на пространственном интервале, можно аппроксимировать системой п дискретных базисных. функций, заданных на этом интервале:

Е = С1 1+ С2! 2+ ° + С! V ° + 20 где С; — коэффициенты аппроксимации, определенные по формуле (2)1 (!!» — система ортогональных диск-, 25 ретных базисных функций;

1 2, ..., n;

n — число базисных функций.

Задача аппроксимации состоит в отыскании коэффициентов: ! . (1) + х . (2) +... +

+ х !!!, (N), (2) где С вЂ” искомый коэффициент разложения по i-й базисной функции;

g (I) — значение i-й базисной ! функции в j — точке ин . — З5 тервала;

Х вЂ” значение аппроксимируемой

3 функции в j-точке интервала, т.е. j — входная величина;

J=I,2,..., N, N — число входных величин.

Для пояснения работы системы достаточно рассмотреть ее функционирование для получения кода значения, 45 например, С по ортогональной системе функций уолша. Предварительно заметим, что в ПБП по i-му .адресу записаны значения всех 1 функций Уолша последовательно в точках j (j=1,2, N ). Например, для восьми функ-, ций Уолша таблица прошивки ГБП выглядит следующим образом: дрес

00!00000

0000)000.

00000!00

00000001

Значение

I1111I1I

II110000

lI0000II

l100I100

10011001

10100!01

10101010

На каждом такте уравновешивания, если при этом не сработал ни один компаратор, содержимое на выходе ПБП не меняется, если произошло срабатывание, например, четвертого компарато. ра, то по четвертому адресу на выходах ПБП выставляются коды значений восьми функций Уолша в четвертой точке. Уровень логической единицы говорит о том, что фнукция Уолша в данной точке равна — 1, а логического нуля +l. При этом в блоке памяти запишется код значения Хп, в каждый сумматор со своим знаком, соответствующим функциям Уолша в точке j =4 °

Описанный процесс продолжается до тех пор, пока не срабатывают все компараторы и на последнем такте уровновешивания в блоках памяти устанавливаются все п кодов коэффициентов Ci.

Уменьшение объема выходной информации зависит от отношения количества коэффициентов, необходимых для аппроксимации пространственной функции с эаданнои погрешностью (n) к числу входных величин (N). Степень сжатия. исходной информации зависит от вида вхбдной функции, типа базисных функций, требуемой погрешности устройства.

Отношение во многих случаях может быть значительным.

Предлагаемое устройство значительно проще прототипа и гозволяет осуществлять измерение значений совокупности входных величин, а также сжатие информации, при этом общее быстродействие устройства прнктически не снижается поскольку вновь ! введенные узлы представляют собой цифровые блоки с более высоким быстродействием.

1091209

)09I209

3 аз 3084 47 Тираж 569 По

Филиал ППП ППатент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Я Н