Устройство для сжатия информации

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМА1ЦИ, содержащее первый блок оперативной памя-га, информационный вход КОТОРОГО соединен с первым входом устройства, блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизирующими vxoRaMK первого блока оперативной памяти и блока буферной памяти, выход которого соединен с выходом устройства, блок сравнения и cyvoiarapf отличающееся тем, чтд, с целью повышения информативности и помехоустойчивости устройства, в иего введены блок коррекции, второй блок оперативной памяти, блок су1« аторов и блок управления , nepBbrii вход которого подключен к выходу блока синхронизации, перв выход блока управления соединен с первыми управляющими входами первого блока оперативной памяти и блока коррекция, второй выход блока управления соединен с управляющим входом блока буферной памяти, первьм управляющим входом второго блока оперативной памяти и вторым управляющим входом первого блока оперативной памяти, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с информационным входом блока буферной памяти, входами блока сумматоров и вторым входом блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены с управдяющими входами соответственно блока сравнения и сумматора, первый выход сумматора соединен с третьим входом блока управления, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с вторым н третьим входами второго блока оперативной памяти, седьмой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом блока коррекдаи и четвертым управ (Л ляющим входом второго блока оперативной памяти, задающий вход которого подключен к второму входу устройства , выход второго блока оперативной памяти соединен с первыми информационными входами блока сравнения и сумматора, второй выход которого tvO соединен с информационным входом, блока коррекцни, выход блока коррекции со соединен с информационным входом втоЭ ) рого блока оперативной памяти н вто00 эо рым информационным входом блока сравнения , выход которого соединен с входом Запись второго блока оперативной памяти, выход блока сумматоров соединен с вторым информационным входом сумматора. 2. Устройство по п. 1,отлнчающееся тем, что блок коррекции содержит регистр, сумматор и коммутатор, первый, второй и третий выходы регистра соединены соответственно с первым входом коммутатора, первым входом сумматора и объединен

ОЮ (!И зсв С 08 С !5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,": н asmtaesiv саидктвъстви тивной памяти, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с информационным входом блока буферной памяти, входами блока сумматоров и вторым входом блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами. соответственно блока сравнения и сумматора, первый выход сумматора соединен с. третьим входом блока управления, пятый н шестой выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами второго блока оперативной памяти, седьмой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом блока коррекции и четвертым управ-ляющим входом второго блока оперативной памяти, задающий вход которого подключен к второму входу устройства, выход второго блока онеративнай памяти соединен с первыми информационными входами блока сравнения и сумматора, второй выход которого соединен с информационным входом блока коррекции, выход блока коррекции соединен с информационным входом второго блока оперативной памяти и вторым информационным входом блока сравнения, выход которого соединен с входом "Занись" второго блока оперативной памяти, выход блока сумматоров соединен с вторым информационным входом сумматора.

ЮСЗЩФ СТ!ИНЙЫЙ КОМИТЕТ СССР

МЛ В В Ю (21) 3638036/24-24 (22) 26.08.83 (46) 15.!2.84. Вюп. В 46 (72) 1О. Г.Васин и A.Ô.Cèíðíoâ (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им. Н.H.Ëîáà÷åâñêîãî (53) 621.,398(088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР !! 640289, кл. 0 06 У 7/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 526937., кл. С 08 С 15/06, !974 (прототип). (54)(57) !. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ

ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый блок оперативной памяти, информационный вход которрго соединен с первым входом устройства, блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизнрующйми входами первого блока оперативной памяти и блока буферной памяти, выход которого соединен с выходом устройства, блок сравнения и суьматвр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ° с целью повьапения информативности н помехоустойчивости устройства, в яего введены блок коррекции, второй блок оперативной памяти, блок сумматоров и блок управления, первый вход которого подключен к выходу блока синхронизации, первый выкод блока управления соединен с первыми управляющими входами первого блока оперативной памяти и блока коррекции; второй выход блока управления соединен с управляющим входом блока буферной памяти, первым управляющим входом второго блока оперативной памяти и вторым управляющим входом первого блока опера2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, чта блок коррекции содержит регистр, сумматор н коммутатор, первый, второй и третий выходы регистра соединены соответственно с первым входом коммутатора, первым входом сумматора и объединен129638

I ными вторыми входами коммутатора и сумматора, выход сумматора соединен с третьим входом коммутатора, выход которого является выходом блока корре.".ции, первый и второй входы регистра и четвертый вход коммутатора являются соответственно информационным и первым и вторым управляющими входами блока коррекции.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит счетчики, дешифраторы, коммутатор и регистр сдвига, выход первого счетчика через первый дешифратор соединен с первыми входам регистра сдвига и входом коммутатора, выход коммутатора соединен с вторым входом регистра сдвига и первым входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго дешифратора, выход второго дешифратора соединен с первым входом третьего дешифратора, вторые входы которого соединены с выходами регистра сдвига, первый и второй выходы третьего дешифратора соединены соответственно с объединенными вторым входом второго счетчика и третьим входом регистра сдвига и объединенными четвертым входом регистра сдвига и первым входом первого счетчика, объединенные второй вход второго дешифратора и третий вход третьего дешифратора, второй вход первого счетчика и четвертый вход третьего дешифратора являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, первый,, второй и третий выходы третьего дешифратора, первый, второй и третий выходы второго дешифратора и выход второго счетчика являются соответственно первым, вторым, четвертым, третьим, пятым, шестым и седьмым выходами блока управления.

Изобретение относится к передаче сигналов и может быть использовано там, где требуется сокращение избыточности, Известно устройство для сжатия данных, содержащее блоки памяти, .бло" ки вычисления коэффициентов, интеграторы, блоки умножения, деления, вычисления экспоненты, блок опроса

10 датчиков, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу выходного блока, блок сравнения и блок управления, выходы которого соединены с управляющими

Ф входами всех блоков (1) .

Работа устройства основана на том, что на текущем интервале кодирования определяется средняя величина входного процесса, а затем коди- 0 руется величина сигнала на выходе блока опроса датчиков с учетом этой величины, что позволяет получить при малой длине кодовой посылки высокую точность кодирования входного процесса. Однако известное устройство малопригодно к обработке процессов с повышенной динамикой, предполагает наличие сложной аппаратуры восстановления.

Наиболее близким ло. технической сущности к предлагаемому является устройство для сжатия информации, содержащее блок синхронизации, выход которого соединен с первыми входами блока оперативной памяти, блока буферной памяти и блока сравнения, выход которого соединен с первыми входами коммутаторов, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно блока оперативной памяти и блока буферной памяти, выходы которого являются выходами устройства, первые выходы блока оперативной памяти соединены с вторыми входами блока сравнения, первого коммутатора и первыми входами сумматора, вторые входы коТорого объединены с третьими входами блока оперативной памяти и третьими входами блока сравнения и являются входами устройства, вторые выходы блока оперативной памяти через дешифратор соединены с четвертыми входами блока сравнения (2) .

638 4 рым информационным входом блока сравнения, выход которого соединен с входом "Запись" второго блока оперативной памяти, выход блока сумматоров соединен с вторым информационным входом сумматора.

Кроме того, блок коррекции содер.жит регистр, сумматор и коммутатор, первый, второй и третий выходы регистра соединены соответственно с первым входом коммутатора, первым входом сумматора и объединенными вторыми входами коммутатора и сумматора; выход сумматора соединен с третьим входом коммутатора, выход которого является выходом блока коррекции, первый и второй входы регистра и четвертый вход коммутатора являются соответственно информационным и первым и вторым управляющими входами блока коррекции.

Блок управления содержит счетчи.ки, дешифраторы, коммутатор и регистр сдвига, выход первого счетчика через первый дешифратор соединен с первыми, входами регистра сдвига и входом коммутатора, выход коммутатора соединен с вторым входом регистра .сдвига и пер вым входом второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго дешифратора, выход второго дешифратора соединен с первым входом третьего дешифратора, вторые входы которого соединены с выходами регистра сдвига, первый и второй выходы третьего дешифратора соединены соответственно с объединенными вторым входом второго счетчика и третьим входом регистра сдвига и объединенными четвертым входом регистра .сдвига и первым входом первого счетчика, объединенные второй вход второго дешифратора и третий вход третьего дешифратора, второй вход первого счетчика и четвертый вход третьего дешифратора являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, первый, второй и третий выходы третьего дешифратора, первый, второй и третий выходы второго дешифратора и выход второго счетчика являются соответ. ственно первьм, вторым, четвертым, третьим, пятым, шестым и седьмам выходами блока управления.

3 1129

Недостатками известного устройства являются низкие информативность и помехоустойчивость устройства.

Цель изобретения — повышение информативности и помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сжатия информации, содержащее первый блок оперативной памяти, информационный 1С вход которого соединен с первым входом устройства, блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого блока оперативной памяти и блока буферной памяти, выход которого соединен с выходом устройства, блок сравнения и сумматор, введены блок коррекции,. второй блок оперативной памяти, блок сумматоров и блок управления, 2С первый вход которого подключен к вы- . ходу блока синхронизации, первый выход блока управления соединен с первыми управляющими входами первого блока оперативной памяти и блока коррекции, второй выход блока управле— иия соединен с управляющим входом блока буферной памяти, первый управляющим входом второго блока оперативной памяти и вторым управляющим входом первого блока оперативной памя30 ти, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с информационным входом блока буферной памяти, входами блока сумматоров и вторым входом блока управления, З5 третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами соответственно блока сравнения и сумматора, первый выход сумматора соединен с третьим входом блока управ- 4С леиия, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами второго блока оперативной памяти, седьмой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом блока коррекции и четвертым управляющим входом,второго блока оперативной памяти, задающий вход которого подключен к второму входу устройства, вы-. 50 ход второго блока оперативной памяти соединен с первыми информационнычи входами блока сравнения н сумматора, второй выход которого соеди-. нен с информационным входом блока SS коррекции, выход блока коррекции соединен с информационным входом второго блока оперативной памяти и втоНа фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма обработки входных данных.! 129638

8„=/S„ I, /g /

Х„+Хп

IS)/= " " -у„, Устройство для сжатия информации содержит первый блок I оперативной памяти. поеднаэначенный для хранения поступающих входных данных А (х,y), блок 2 сумматоров, состоящий иэ группы сумматоров 3 — 7 и формирующий значение модуля ошибки кодирования 3„,блок 8 буферной памяти,обеспечиванящий временное хранение и передачу потребителю сжатых входных данных, блок 9 коррекции, состоящий иэ регистра 10, сумматора l! и коммутатора 12 и формирующий текущие значения порогов сжатия П, которые подаются на вход блока 13 сравнения, вырабатывающего управляющий сигнал "Запись" на второй блок 14 оперативной памяти, хранящий текущие значения порогов сжатия П, сумматор 15, выполняющий проверку критерия сжатия выполняя вычитание (П

»

3п) (эта разность подается на вход блока 9 коррекции ), блок 16 синхро-. низации, блок 12 управления, состоящий нэ двоичного счетчика 18, дешифратора 19, коммутатора 20, регистра 21 сдвига, счетчика 22, дешифраторов 23 и 24.

Устройство выполняет сжатие данных на основе критерия

П .Ь„, где ) — уровень сжатия, П1 — порог сжатия на уровне j, — модуль ошибки кодирования.

Выполнив сжатие данных на уровне j, устройство, если существует три последовательных отсчета уровня j, переходит к сжатию на уровне I +I и т.д., что иллюстрирует фиг.2.

Блок 2 сумматоров позволяет простыми арифметическими операциями вычислить модуль ошибки кодирования 5п входного процесса от анали.тической линии согласно выражению х„, у„ — координаты входных отсчетов А,.

Иэ приведенного выражения следует, что устройство может беэ какихлибо изменений обрабатывать как одномерную, так и двумерную информацию.

Вычисление /g выполняется сумматорами 3 и 4, а /f / : сумматора5 ми 5 и 6. Значение 5„ вычисляет сумматор 7.

Значения порогов сжатия П долж-!. ны формироваться по определенному закону с помощью блока 9 коррек-!

О ции. В начапе цикла сжатия все пороги П = II. Для первого уровня

1 сжатия (3=0) всегда П. = 4, а для последующих уровней сжатия значения порогов П формируются согласно

15 выражению

П Г если П p) (II б) ) !! где Ь вЂ” постоянный максимальный допуск ошибки кодирования", коэффициент коррекции пороJ гов сжатия для (1+1)-го уровня(!И, =2, pi =0,5»

-3 р,=0,75, р;, (III- „) — разность, вычисляемая сумматором 15 при проверке критерия сжатия.

Величина (П -11„) зансснтся в регистр 10 блока 9, если выполняется критерий сжатия. Подавая на вход сумматора 11 разность (П вЂ” О„) со множителем 0,5 и 0,25, получаем на выходе сумматора 11 величину 0,75 (;-„°

П - „) . Дпя того чтобы получить разность (П -.3„) со множителем

35 0,25; 0,5,,0; 2,0 необходимо взять зту разность с соответствующих разрядов регистра 10. Установкой нужного адреса на управляющем входе коммутатора 12 выбирается значение

40 порога сжатия с нужным множителем, зависящего от уровня сжатия

Общую процедуру управления устройством осуществляет блок 17 управления, который инициирует проверку критерия сжатия и, если необходимо, выполняет сжатие, организует коррекцию порогов сжатия, управляет занесением II в пороги сжатия, выполняSO ет передачу данных иэ блока 1 памяти в блок 8, устанавливает максимальный коэффициент сжатия.

Работу устройства в любой момент времени (а также и максимальный козф фициент сжатия ) определяет двоичный счетчик 18, что показано в таблице.

1129638

Начало цикла сжатия

19

0 1

1, 1

В строках для знак "! " указыва-45

3 ет, что необходимо вынолнить проверку критерия сжатия, и если он выполняется знак "+"), то выполнить сжатие информации, т. е. произвести сдвиг содержимого первого блока I памяти 50 на одну ячейку (на один отсчет A„). кроме последнего отсчета А, участ- вующего в проверке (выбрасывается один отсчет, находящийся в блоке 1 памяти перед последним записанным и участ- 55 вующим в проверке отсчетом) . Затем переходят на следующий уровень сжатия (j+1) в этом столбце таблицы, если указано, и продолжают как описано выше, и т.д. Если же критерий сжатия не выполняется (знак в столбце таблицы,ф-=20 или произошло переполнение счетчика 18 блока 17

1 управления (n =16 в таблице), то нужно окончить текущий цикл сжатия: передать содержимое блока в блок 8, занести максимальный допуск ошибки кодирования (a) во все пороги сжатия П !,(активный сигнал на втором выходе блока !2 управления ) сбросить счетчик 18 и ре гистр 21

l0

Q 11

Счетчик 18 работает в счетном режиме, считая входные отсчеты Aä, что показано в таблице. Увеличение значения счетчика 18 происходит по сигналу окончания записи очередного входного отсчета А„, поступающего в блок памяти 1. Выход счетчика 18 поступает на вход дешифратора 19, который имеет пять выходов. Дешифратор 19 определяет моменты времени по мере поступления входных отсчетов А„, в которые требуется выполнять йроцедуру сжатия. Первые че- . тыре выхода определяют, что требуется сжатие на уровне =0,1 2,3.

Сигнал на выходе дешифратора 19 появляется в том случае, если существует сигнал на любом из первых четы» рех выходов. По этому сигналу, поступающему на коммутатор 20, происходит запись выходного кода дешифратора 19 в регистр 21 и начальная установка счетчика 22. Начиная с этого момента, устройство приступает к выполнению текущего цикла сжатия. Выходной код регистра 21 определяет работу устройства на весь текущий цикл сжатия. С выхода вспомогательного счетчика адрес порога сжатия П поступает на адрес-! ный вход блока 14 памяти и вход управления коммутатора 12 блока 9 коррекции. Сигналы с выхода регистра 21 подаются на вход дешифратора

23. При наличии сигнала требования сжатия на выходе регистра 21 на третьем выходе дешифратора 23 вырабатывается сигнал проверки критерия сжатия, который поступает на сумматор 15 . Сумматор 15 вычисляет разность (П вЂ” Од1, которая поступает на вход блока 9 коррекции порогов сжатия, а знак этой разности поступает с выхода сумматора !5 на первый вход дешифратора 23 блока 17 управления. Если выполняется критерий сжатия, т.е. П! > 6, то дешифратор 23 вырабатывает на втором выходе сигнал, по которому выполняется сжатие информации в блоке 1, запись разности {П) — 5„) в.регистр I О блока 9,,увеличение значения счетчика 22 на единицу, 29638 1О выполняется сдвиг содержимого регистра 21, т.е. проверка, нужно ли выполнять сжатие на следующем уровне 1 +I Адрес указывает на порог сжатия, который следует корректировать на этом шаге. Выходной код счетчика 22 поступает дополнительно на дешифратор 24, который вырабатывает сигналы занесения максимального допуска ошибки кодирования в пороги сжатия, хранящиеся в блоке 14, и сигнал проверки на блок 13 сравнения, который сравнивает значения порогов сжатия на выходе блока 14 и блока 9.

Если значение на выходе блока 9 меньше, чем на выходе блока 14, то вырабатывается сигнал "Запись" на выходе блока 13 сравнения, по которому значение порога сжатия для уровня !

+1 е выхода блока 9 заносится в блок 14 в качестве нового порога для уровня сжатия ) +1. Сигнал "Занесение 1" на выходе дешифратооа 24 появляется в случае, если выполнялось сжатие на уровней j =I, по нему заносится значение Ь в порог П .

Сигнал "Занесение 2" появляется, если выполнялось сжатие на уровне

j =2, по,нему заносится значение и в пороги П4 и П .

Устройство заканчивает текущий цикл сжатия и передает данные на выход в двух случаях: во — первых, если при проверке критерия сжатия не выполняется условие II S то по сигналу с управляющего выхода сум- . матора 15, заведенного на вход дешифратора 23 блока 17, вырабатываются сигналы, по которым сбрасываются счетчик 18, регистр 21, заносится значение во все пороги сжатия, передаются данные из блока 1 в блок 8; вовторых, точно такие же действия выполняются, если достигнут максимальный уровень сжатия, в этом случае дешифратор 24 вырабатывает сигнал переполнения, который поступает на дешифратор 23 и вызывает окончание сжатия, как было описано выше.

Таким образом, информативность и помехоустойчивость предложенного устройства повьппаются.

1129638 иг 1

Ао 4

/ 2

1=Э

Фи 2

Сост авитель. Н . Боч аров а

Техред А.Кикемезей КорректорЛ.Пилипенко

Редактор М.Циткина

Заказ 9456/40 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная,4