Адаптивное устройство для сжатия информации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистически н

Республик

< 936002 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 10. 80 (21) 2988379/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 08 С 19/28 тваударстаенный квинтет

СССР ао делам нзобретеккй н аткрыткй

Опубликовано 15.06. 82 ° Бюллетень Рй 22

Дата опубликования описания 15. 06 82 (53) УДK 621. 398 (088. 8) (72) Авторы изобретения

10.В.Соболев, П.Ф.Поляков, О.С.Попов и В. Г.Иванов

Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С.И. Кирова (7l ) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЗИ СЖАТИЯ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к телеизмерениям вычислительной технике, обработке случайных процессов и может быть использовано для передачи сжатых сообщений.

Известно устройство для сжатия данных с адаптацией по числу обобщенных координат, содержащее запоминающий блок, формирователь значащих координат, формирователь показателя расхождения, решающее устройство, селектор существенных координат, формирователь адресной части сообщения и сумматор $1 j;

Недостатком известного устройства является невысокий коэффициент сжатия данных за .счет выбора постоянных по длительности интервалов аппроксимации е

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сжатия данных с адаптацией по числу обобщенных координат, содержащее анализатор, вход которого соединен со входом устройства, а выходы подключены к входам соответствующих ключей и первым входам соответствующих дискриминаторов, вторые и третьи входы которых соеди5 иены с соответствующими выходами генератора пилообразных напряжений, тактовый вход которого объединен с тактовым входом анализатора и подключен к синхронизирующему входу устройства, выходы дискриминаторов через дифференцирующие элементы соединены с единичными входами триггеров, входы которых подключены к управлякицим входам соответствующих ключей, выходы которых соединены со входами кодирующего блока и формирователями модуля числа, входы которых подключены ко входам сумматора, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к задающему входу устройства, выход блока сравнения соединен с единичным входом тригге002

% !

3 936 ра выход которого подключен ко вхо1 ду дифференцирукщего элемента, выход которого соединен с нулевыми входами триггеров и управляющим входом кодирукяцего блока, нулевой вход триггера подключен к синхронизирукюцему входу устройства 1.2 1, Однако известное устройство осуществляет адаптацию только по числу коэффициентов ортогонального разложения (Уолша, Хаара), и не позволяет адаптироваться по скользящему интервалу аппроксимации, что существенно. снижает коэффициент сжатия данных, подлежащих передаче или обработке.

Целью изобретенИя является повышение коэффициента сжатия с использованием принципов многопараметрической адаптации, Поставленная цель достигается тем, что в .адаптивное устройство для сжатия информации, содержащее блок анализа и блок кодирования, выход которого соединен с выходом устройства, введены аналого-цифровой преобразователь, блок выбора коэффициентов ортогонального преобразования, блок линейной аппроксимации, блок выбора оптимального интервала аппроксимации, блок управления, блоки па" мяти и блок сравнения .с временной константой, первый вход аналого-циФрового преобразователя соединен со входом устройства, выход — с первым входом первого блока памяти, выход которого соединен с первыми входами блока линейной аппроксимации и блока анализа, первый, второй и третий выходы блока анализа соединены с первыми входами соответственно второго блока памяти, блока управления и блока выбора коэффициентов ортогонального преобразования, выход которого соеди". нен с первым входом блока кодирова" ния, первый выход второго блока памяти соединен со входом блока выбора оптимального интервала аппроксимации, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами соответственно блока управления и первого блока памяти, второй выход второго блока памяти соединен со входом блока сравйения с временной константой, первый и второй выходы которого соединены с третьими входами соответственно блока управления и первого блока памяти, первый, второй, третий, четвертый, пятый шестой и седьмой выходы блока управления соединены соответственно с четвертым входом первого блока памяти, вторым входам блока анализа, вторым входом блока выбора коэффициентов ортогонального преобразования, вторым входом второго блока памяти, вторым входом блока .кодирования, вторым входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом блока линейной аппроксимации, выход блока линейной аппроксимации соединен с третьим входом блока кодирования.

На фиг. 1 прерставлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.. 2 и фиг. 3 — графическое пояснение работы устройства.

Устройство содержит . аналого-циф-. ровой преобразователь I первый блок

2 памяти, блок 3 анализа в ортогональном базисе Уолша, Хаара, блок

4 выбора коэффициентов ортогонального преобразования, имеющих абсолютное значение выше порогового, второй блок 5 памяти, блок 6 сравнения с временной константой, блок 7 линейной аппроксимации, блок 8 выбора оптимального интервала аппроксимации, блок 9 управления и блок 10 кодированияя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Анализируемый случайный процесс длительности йа„а„я а(фиг. 2) через цифрово-аналоговый преобразователь

l поступает в первый блок 2 памяти.

Блок 9 управления считывает иэ первого блока 2 памяти реализацию случайного процесса длительности

*й -t и в блоке 3 анализа определяются коэффициенты ортогонального

40 . разложения и ошибка аппроксимации соответствующие первой временной базе t„°

Ошибка аппроксимации „и соот; ветствующие ей временные метки поступают во второй блик 5 памяти.

Число коэффициентов ортогонального преобразователя в блоке 3 анализа остается постоянным. Далее, блок 9 управления считывает из первого блока 2 памяти реализацию случайного процесса длительностью tq-t „, сдвинутую íà gt вправо (фиг, 2 и 3), и процесс обработки повторяется. Это продолжается до тех пор, пока праИ вый конец последнего интервала t> не достигнет конца анализируемого участка случайного процесса Ф „,2„В

Такты работы устройства и временные

6002 6

5$

Формула изобретения

5 9З метки считывания информации задаются блокпм 9 управления.

В результате, в конце работы этого цикла во втором блоке 5 памяти оказываются ошибки аппроксимации „, Я вЂ” „и соответствующие им временные метки, которые поступали из блока 9 управления на второй вход второго блока 5 памяти.

Далее, блок 8 выбора оптимального интервала, на вход которого поступают ошибки аппроксимации из второго блока 5 памяти выбирает наилучший интервал аппроксимации. по минимальной ошибке представления.

Это означает, что данный интервал наилучшим образом представляется в системе базисных ортогональных функций Уолша, Хаара при одинаковом числе коэффициентов ортогонального преобразования.

11редположим, что этим интервалом оказалась реализация случайного про- цесса t с временными метками С и

Сп (фиг. 3). Блок 9 управления считывает информацию из первого блока

2 памяти, соответствующую этим временным меткам (С и С ), и в блоке

3 анализа снова определяется ошибка аппроксимации ЕС с и коэффициенты

Я. ортогонального разложения.

Затем правый конец интервала tr„g сдвигается вправо на bt и вычисляются коэффициенты ортогонального преобразования и ошибка аппроксимации, соответствующие временной базе (t<„ +ät), Число коэффициентов разложения остается постоянным. Если ошибка аппроксимации при этом не возрастает, то интервал снова увеличивается íà gt и процесс обработки повторяется. Так продолжается до тех пор, пока ошибка не начинает расти, и блок 9 управления фиксирует правый конец интервала аппроксимации с временной меткой (C m4t),. где m — число удачных продвижений вправо.. Затем, точно такая же процедура повторяется с левым концом интервала и фиксируется временная метка (С. +14t), где 1 — число удачных продвижений влево.

Далее, блок 9 управления увеличивает число коэффициентов ортогонального разложения в блоке 3 анализа до достижения заданной ошибкиЕ аппроксимации (% < Е.,-Е, ).Затем кон1 цы интервапа (Q + g.4q) / %md)) S

2S

35 снова сдвигаются. вправо и влево по описанному правилу и фиксируются. .Таким образом, достиraется максимальное использование приближающих свойств ортогональных полиномов

Уолша, Хаара и адаптации их к виду анализируемого случайного процесса.

Затем папученные коэффициенты ортогонального преобразователя поступают из блока 3 анализа в блок 4 выбора коэффициента ортогонального преобразования, где происходит амплитудная селекция малоинформативных коэффициентов. Блок 9 управления следит при этом, чтобы ошибка аппроксимации Я не возростала при отбрасывании малоинформативных координат. Оставшиеся коэффициенты ортогонального преобразователя и соответствующие им временные и адресные привязки через блок 10 кодирования поступают на выход устройства.

Оставшиеся интервалы анализируемого случайного процесса а и Ь 1,фиг.3) сравниваются с временной константой в блоке 6 сравнения и если они превышают ее, то из первого блока 2 памяти считывается информация, соответствующая этим временным меткам (в данном случае метке а), и процесс обработки повторяется как было описано.

Если интервал меньше константы, в данном случае Ь (const, то из первого блока 2 памяти считывается информация, соответствующая этой временной метке и поступает в блок 7 линейной аппроксимации. С выхода блока 7 коэффициенты линейной аппроксимации и соответствующие временные метки через блок 10 кодирования поступают на выход устройства.

В первый блок 2 памяти заносится новая реализация случайного процесса длительностью t „„ с,,и процесс обработки полностью повторяется.

По сравнению с известным устройством предлагаемое устройство позволяет, используя принципы многопараметрической адаптации, повысить коэффициент сжатия передаваемой информации и сокр атит ь избыточност ь сооб щений, что позволяет сэкономить большие материальные ресурсы.

Адаптивное устройство для сжатия информации, содержащее блок анали7 93 за и блок кодирования, выход которого соединен с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента сжа-. тия, в устройство введены аналогоцифровой преобразователь, блпк выбора коэффициентов ортогонального преобразования, блок линейной аппроксимации, блок выбора оптимального интервала аппроксимации, блок управ« ления, блоки памяти и блок сравнения с временной константой, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом устройства, выход — с первым входом первого блока памяти, выход которого соединен с первым входами блока линейной ап-, проксимации и блока анализа, первый, второй и третий выходы блока анализа соединены с первыми входами соответственно второго блока памяти, блока управления и блока выбора коэффициентов ортогонального преобразования„,выход которого соединен с первым входом блока кодирования, первый выход второго блока памяти соединен с входом блока выбора оптимального интервала аппроксимации, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответ6002 8 ственно блока управления и первого блока памяти, второй выход второго блока памяти соединен с входом блока сравнения с временной константой, первый и второй выходы которого соединены с третьими входами соответственно блока управления и первого блока памяти, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седь". ф мой выходы блока управления соединены соответственно с четвертым входом блока памяти,, вторым входом блока анализа, вторым входом блока выбора коэффициентов ортогонального преобразования, вторым входом второго блока памяти, вторым входом блока кодирования, вторым входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом блока линейяой аппроксимации, выход блока линейной аппроксимации соединен с третьим входом блока кодирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Мановцев А.П. Основы теории радиотелеметрии. М., "Энергия", !

973, с. 450-457.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 645!53, кл. 0 06 F 7/04, !977 (прототип).

9М002

Ая кф амалиЗа

Заказ 21 55 Тираж 6 2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Н,Бочарова.

Редактор Т.Пар@енова Техред С.Мигунова . Корректор Г.Огар