Устройство для адаптивного сжатия информации

 

Изобретение относится к технике обработки и передачи информации и может быть использовано в телеметрии для сжатия данных. Известные устройства для сжатия данных методом предсказания первого порядка характеризуются низким быстродействием за счет последовательной обработки отсчетов либо малой точностью. В предлагаемом устройстве за счет использования конвейерной обработки повышается быстродействие устройства, а за счет осуществления кусочно-линейной аппроксимации повышается его точность. Обработка отсчетов в предлагаемом устройстве осушествляется в арифметическом блоке, выполненном на двух регистрах, трех сумматорах и умножителе, выход арифметического блока соединен с регистрами, предназначенными для считывания информации с устройства . 2 ил. со ГС о ОС ГчЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Л0„„1320827

А1 (So 4 G 08 С 19 28

:л у»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С :1

ЬР

Ю

ЬР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3866884/24-24 (22) 05.03.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко (72) В. В. Грицык, P. М. Паленичка и Т. П. Пахолюк (53) 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 930333, кл. G 08 С 19/28, 1982. (56) Авторское свидетельство СССР, выданное по заявке № 3710938, кл. G 08 С 19/28, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО

СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к технике обработки и передачи информации и может быть использовано в телеметрии для сжатия данных. Известные устройства для сжатия данных методом предсказания первого порядка характеризуются низким быстродействием за счет последовательной обработки отсчетов либо малой точностью.

В предлагаемом устройстве за счет использования конвейерной обработки повышается быстродействие устройства, а за счет осуществления кусочно-линейной аппроксимации повышается его точность. Обработка отсчетов в предлагаемом устройстве осуществляется в арифметическом блоке, выполненном на двух регистрах, трех сумматорах и умножителе, выход арифметического блока соединен с регистрами, предназначенными для считывания информации с устройства. 2 ил.

1320827

Изобретение относится к обработке и передаче информации и может быть использовано в телеметрических системах д я сжа тия данных.

Цель изобретения — повышение точности устройства путем обеспечения кусочнолинейной аппроксимации с заданной точностью.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема арифметического блока.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, хронизатор 2, делитель 3 частоты, счетчик 4, арифметический блок 5, первый и второй сумматоры 6 и 7 (накапливающие сумматоры), блок 8 сравнения, третий регистр 9, первый и второй регистры 10 и 11.

Арифметический блок (фиг. 2) содержит первый и второй регистры 12 и !3 сдвига, умножитель 14, первый, второй и третий сумматоры 15 — 17.

Устройство работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал поступает на информационный вход АЦП 1. В соответствии с частотой дискретизации, которая задается хронизатором 2 и делителем 3 «астоты, отсчеты сигнала с выхода АЦП 1 поступают на информационный вход арифметического блока 5. Одновременно тактовые импульсы с выхода делителя 3 частоты поступают на второй (счетный) вход счетчика 4 и на управляющий вход арифметического блока 5.

Частота тактовых импульсов на выходе делителя 3 частоты в два раза меньше частоты импульсов на выходе хронизатора 2.

В свою очередь, частота импульсов на выходе хронизатора 2 определяется временем задержки накапливающего сумматора и блока сравнения (компаратора). Эти импульсы поступают на первый управляющий вход (вход синхронизации) первого накапливающего сумматора 6 и с соответствукнцей задержкой (на время выполнения операции сложения) — на первый управляющий вход (вход синхронизации) второго накапливающего сумматора 7.

В арифметическом блоке 5 отсчеты входного сигнала последовательно записываются в первый 12 и второй 13 регистры и с первого выхода блока 5 поступают на первый регистр 10. Умножитель 14 осуществляет умножение на «-1» отсчета сигнала, записанного в регистре 12. Сумматор 15 выполняет суммирование отсчетов с информационного входа блока 5 и с выхода ум нож ителя 14. Одновременно сумматор 6 выполняет суммирование отсчетов на выходах умножителя 14 и регистра 13.

С выходов сумматоров 15 и 16 результаты суммирования поступают на третий сумматор 17. На выходе сумматора !7 получают конечную разность второго порядка в точке дискретизации !, A»f(t,) =f(t, ) — -2f(t;) +f(t, ), 5 где f(t, i) отсчет сигнала на выхо де регистра 13;

f(t,) — отсчет сигнала на выходе регистра 12;

f (t; — отсчет сигнала на выходе

АЦП 1.

Такую операцию арифметический блок 5 выполняет для каждого отсчета входного сигнала в конвейерном режиме, т. е. одновременно выполняется запись отсчетов в регистры 12 и !3, суммирование предыдущих отсчетов, записанных в этих регистрах, сумматорами 15 — 17. С выхода сумматора 17 код конечной разности второго порядка поступает на информационный вход первого накаплизающего сумматора 6.

20 Для каждой точки дискретизации на выходе накапливающего сумматора 6 в результате последовательного накопления соответствующих конечных разностей второго порядка получают двоичный код числа

S,(!) = lf(t,, )--!(1,)) — (! (! †((1 ) ), где (! ) — — текущий отсчет сигнала; ! (1:) --- последний определенный существенный (неизбыточный) отсчет входного сигнала.

С выхода накапливающего сумматора 6 код значения S (t,) поступает на информационный вход второго накапливающего сумматора 7. На его выходе получают для каждой точки дискретизации t, код числа

Модуль текущегс значения ) Sq (t,) сравнивается в блоке сравнения 8 с IIOроговым значением 6, двичный код которого хранится в регистре 9. Если f S (t,) f )6, 45 то на выходе блока 8 сравнения появляется сигнал «1», который поступает на вторые управляющие входы (входы сброса) накапливающих сумматоров 6 и 7, в результате чего они устанавливаются в нуль.

Одновременно сигнал «1» с выхода блока 8 сравнения поступает на вторые входы (входы управления записью) первого и второго регистров 10 и 11 н с некоторой задержкой — на первый вход (вход сброса) счетчика 4.

В результате этого в регистр 1О с первого выхода арифметического блока 5 записывается код значения определенного отсчета f(t ). Во второй регистр 1! с второго выхода арифметического блока 5 записы1320827

1О

Формула ггзобретенгг.г вается код разности <(- г) — <(«). Второй выход арифметического блока является выходом сумматора 15, на котором появляется код разности двух последовательных отсчетов входного сигнала.

Выходы регистров 10 и 11, выход счетчика 4, а также выход блока 8 сравнения являются соответствующими выходами устройства. С помощью счетчика 4 определяется длина интервала времени между двумя последовательными отсчетами сигнала.

Выход блока 8 сравнения используется для связи с другими устройствами, например, для выдачи сигнала прерывания микропроцессору или сигнала записи выходных значений счетчика 4 и регистров 10 и 11 в буферную память входного сжатого сигнала.

Если значение I S (t,) I (б, то текущий отсчет сигнала является избыточным и на выходе блока 8 сравнения появляется сигнал «О». При этом продолжается накопление значений сумм Si(t;) и Sq(t,) в накапливающих сумматорах 6 и 7.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует адаптивное сжатие входной информации путем осуществления кусочнолинейной аппроксимации входного сигнала с заданной погрешностью б. Использование дополнительно для представления сжатого сигнала кроме значений существенных отсчетов кода разности f(t +i) — f(tj,) позволяет повысить точность восстановления сжатого сигнала, поскольку в этом случае погрешность восстановления сжатого сигнала может превысить 6, но при этом она меньше 26. Предлагаемое устройство обладает повышенным быстродействием за счет конвейерной обработки информации в арифметическом блоке. Частота дискретизации входного сигнала определяется только временем задержки двух накапливающих сумматоров и блока сравнения. В известном устройстве выделяются избыточные отсчеты сигнала путем определения линейных участков входного сигнала, в то время когда в предлагаемом устройстве осуществляется кусочно-линейная аппроксимация с заданной точностью. Кроме того, предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями по сравнению

40 с известными. B которых осуществляется кусочно-линейная аппроксимация входного сигнала. В этих устройствах выделяются только существенныс сигналы, а в предлагаемом устройстве, кроме того, определяется разность между каждым существенным отсчетом и следующим за ним отсчетом сигнала. Это повышает точность восстановления сжатого воздх ха.

Устройство для адаптивного сжатия информации, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с информационным входом арифметического блока, первый выход арифметического блока соединен с первым входом первого регистра, блок сравнения, выход которого соединен с первым и вторым входами соответственно счетчика и первого регистра, и хронизатор, управляющие входы аналогоцифрового преобразователя и арифметического блока и второй вход счетчика объединены, информационный вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства, выход первого регистра, выход счетчика и выход блока сравнения являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены делитель частоты, сумматоры, второй и третий регистры, выход хронизатора соединен с первыми управляющими входами первого и второго сумматоров и через делитель частоты — с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, второй и третий выходы арифметического блока соединены соответственно с первым входом второго регистра и информационным входоы первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом регистра и вторыми управляющими входами первого и второго сумматоров, выход третьего регистра соединен с вторым входом блока сравнения, выход второго регистра является четвертым выходом устройства.

1320827

Щ18, 2

Составитель В. Бородин

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 2662/53 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4