Устройство для сжатия информации

 

(72) Авторы изобретения

С. В. Солецкий, В. П. Грибок, Ю. Д. Иеасенко "- ---.:у и А. И. Воловик / = -

/. с « (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРИАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известно устройство для сокращения избыточности дискретных сигналов, содержащее входной регистр, вычислительный блок, блок задания точности аппроксимации, выходной регистр, анализатор, счетчик, логические схемы, схему задержки и формирователь импульсов, реализуя при этом алгоритм предсказания первого порядка {П1) с переменным базовым отсчетом (1 ).

К недостаткам устройства следует отнести высокую избыточность переда- . ваемых сообщений при периодическом входном сигнале {или помехе), находящемся в пределах апертуры предсказателя нулевого порядка {По)

Наиболее близким к предлагаемому является процессор для сжатия дан- го ных, который содержит регистр текущей выборки, входной регистр, два сумматора, подключенные к вычисли-тельному блоку, оперативный блок па

2 мяти, буферный блок памяти, элементы.

ИЛИ, счетчик заполнения, блок апер- тур и выходной блок. Процессор реализует алгоритм нулевого порядка (Пî) E>3.

Основной недостаток процессора заключается в низком коэффициенте сжатия сообщений при передаче пилообразных или быстро изменяющихся сигналов.

Цель изобретения - увеличение коэффициента сжатия информации путем реализации в одном устройстве функций алгоритмов нулевого и первого порядков (П 0 и П1) без передачи дополнительной служебной информации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для сжатия информации, содержащее блок входных регист ров, информационный вход которого подключен к информационной шине, пврвый выход - к первому входу блока выходных ключей, выход которого соединен с выходом устройства, второй 1

995!08 выход блока входных регистров подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход последнегок выходу блока апертур, выход вычислительного блока соединен с входом блока регистров граничных значений, счетчик отсчетов, выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока, и задающий генератор, введены программно-временной блок, блоки сравнения и элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика отсчетов и первым входом

1 программно-временного блока, второй вход которого соединен с выходом за" дающего генератора, первый выход программно-временного блока соединен ,с управляющим входом блока входных регистров, третий и четвертый выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, вторые входы последних подключены соответственно к первому и второму выходам блока регистров граничных значений, первые выходы блоков сравнения соединены с первым и вторым входами элемента И соответственно, вторые выходы — с третьим и четвертым входами программно-временного блока, второй и третий выходы которого соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков сравнения, четвертый, пятый и шестой выходы программновременного блока соединены соответственно с четвертым входом вычислительного блока, вторым входом счетчика отсчетов и вторым входом блока вы ходных ключей.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 — эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит (фиг. 1) входную информационную шину 1, блок 2 входных регистров, вычислительный блок 3, блок 4 выходных ключей, первый и второй блоки 5 и 6 сравнения, программно-временной блок 7, блок 8 апертур, блок 9 регистров граничных значений, элемент И 10, счетчик 11 отсчетов, задающий генератор

12 и выход 13.

Устройство работает следующим образом.

При включении все блоки и элементы устанавливаются от блока 7 в исходное состояние. после чего блок 7 вырабатывает кодовый сигнал программы Ю 1. Блок 7 содержит, например, входной и выходной коммутаторы, подключенные к регистрам команд, дешифратор сигналов, подключенный к выходному и входному коммутаторам .(не показаны) В качестве регистров команд используются постоянные программируемые запоминающие блоки.

Кроме того, блок 7 содержит формиро10 ватель импульсов синхронизации тактов информационных сообщений (не показан) (байтовая синхронизация) . Таким образом на все устройства от задающего генератора 12 и бло15 ка 7 поступают сигналы символьной синхронизации и тактовой синхронизации слов. Сигналы программы N 1 поступают от блока. 7 в блок 2 входных регистров, где дешифруются. щ Блок 2 входных регистров состоит, например, из первого и второго регистров,входного и выходного коммутаторов, дешифратора команд, связанного с выходным и входным коммутатором р5 и подключенного к выходу блока 7 программ (не показаны). В блоке 2 производится запоминание в первом регистре первого базового информационного слова и одновременно это слово с помощью коммутатора блока 2 через блок

4 выходных ключей направляется на выход 13 устройства и вход вычислительного блока 3, которгй содержит, например входные регистры, регистр данных советчика отсчетов, сумматор 35 и дешифратор команд (не показаны)

Таким образом, в вычислительный блок 3 поступают данные от блока 2, блока 8 апертуры и команда от блока

7 на вычисление граничных значений

Уо, î12 (У вЂ” отсчет) для алгоритма предсказателя нулевого порядка (Пв)

Блок 8 апертур содержит, например, набор данных апертур в двоичном коде на регистрах ППЗУ и схему управле45 ния (не показаны). Блок 3 производит сложение и вычитание данных первого регистра блока 2 с кодом блока

4 и результат переводит соответственно в первый и второй регистры

5Q блока 9 регистров граничных значений, который содержит четыре регистра: два для граничных данных алгоритма ПО и два для граничных данных алгоритма предсказателя пер55 вого порядка П1 (не показаны). На этом программа N 1 заканчивается.

Далее от блока 7 поступает код программы !! 2, при этом в блоке 2 входУ =(1-1) (У2- Y„+ У, 15

У 8 = (1- 1 ) (У вЂ” У1 ) + У + А;

У 132 () (2 1) 1 где У, У 32 граничные предсказан

1э 32 ные значения Пl;

У вЂ” значения нулевого от1 счета для точки У, У вЂ” значения второго от2 счета;

25 йомер отсчета (от счетчика 11, для третьей точки равен 2);

А — значение апертуры.

Результаты вычислений переводят30 ся в третий и четвертый регистры блока 9 граничных значений. Одновременно в первом блоке 5 сравнения производится сравнение граничных значений По с данными второй точки отсчета..

Если у >"2 "р 2i выходах бгока 5 появляется логическим"0"„При 011 2 (И2 на выходах — логическая "1". После чего программа 1Г 2 заканчивается, и от блока 7 поступают коды программы 11 3. При сигнале "0" с второго выхода блока 5 блок 7 вырабатывает код программы "3-0", при этом входной и выходной коммутаторы блока 2 подключают к информационному каналу первый регистр. Данные Уз проходят с выхода в первый регистр блока 2 вместо данных первого слова и далее на входы вычислительного блока 3 и блоков 5 и 6 сравнения. 8 блоке 5, ectly Yp Y3 i Ypg To HG первом H BTQ ром выходах формируется сигнал логического нуля, который поступает в блок 7 программ, одновременно про 55 изводится сравнение в блоке 6. Если

У,17У ЪУ1 2, на первом и втором выходах блока 6 появляется сигнал логического нуля, и блок 7 вырабатывает сигнал

5 -9951 ной коммутатор подключает первый вход к второму регистру, а выходной коммутатор, выход второго регистра к блоку 3 и первому блоку 5 сравнения, который содержит, например регистр данных, коммутатор, элементы сравнения, дешифратор команд и имеет два выхода (не показаны).

Вычислительный блок 3 по данным

РегистРов (пеРвого и втоРого) блока о

2 и счетчика 11 отсчетов производит вычисление граничных значений для

Ill по формулам

08 Ь для аналогичных операций с данными следующей точки. Если У 1< " <У 2 на выходе блока 6 появляется сигнал "1" (на фиг. 2 линия с точками "1"), после чего блок 7 программ включает также программу для операции с данными точки "4". При этом данные четвер" того информационного слова и последующего слова последовательно подключаются к блоку 5 сравнения до тех пор, пока не будет выполнено условие

У „„<У < Уо,, при этом на первых входах блоков 5 и 6 появится логическая "l

И с элемента И 10 в блок 7 поступает сигнал, по которому блок 7 вырабатывает команду "Передача" на передачу данных предшедствующей выборки на выход 13, и установки всех блоков устройства в исходное состояние. При этом последняя выборка становится базовой, по которой блоком 3 вычисляются новые граничные значения для алгоритма П, а отрезок между последней и предпоследней выборками становится базовым для вычисления блоком 3 новых граничных значений для алгоритма Пl и далее производятся дальнейшие аналогичные описанным выше операции. При выполнении условия для программы.11 3 Уц„„< <УО„2 на выходе блока 5 формируется. сигнал

"1", по которому блок 7 подключает по программе "3-01" также данные второго слова к блоку 6 для операции сравнения. Если У ., УрУ„ (на фиг,3 линия 0-1-2),блок 6 вырабатывает на втором выходе сигнал логического нуля, а блок 7 — команду для операций с данными последующих информационных слов по алгоритму П 1 до выполнения условия ;„„<У„<У „ после чего с элемента И 10 в блок 7 поступает сигнал, по которому блок 7 вырабатывает команду "Передача". При выполнении

"-- У«з У. У«У.<У(ф- 2-ния 0-.1-4) с элемента И 10 в блок 7 поступает сигнал, по которому блок 7 вырабатывает также команду "Передача".

Программа N 3 может начаться с условия У,<У <УО (фиг. 2 линия 0-,2, программа N 3-1), при этом блок 5 вырабатывает сигнал логической единицы, а блок 7 программ — команду для перевода данных третьего слова .в блок 6 и проведения сравнения для определения избыточного отсчета по алалгоритму П1. Если У,<У - У„, блок 7 формирует команду "Передача . При условии У .1 У 1У 1Дфиг. 2 линия 0-2-5) 7. блок 6 вырабатывает на первом и втором выходах сигнал логического нуля, а блок 7 - команду для передачи данных третьего слова в блок 3 для вычисления новых граничн S ных данных дпя алгоритмов П и П1 для последующей точки "4"

9951

041 Э +. У042 УЭ

111 2 3 У2 +A У1 = 2 3 2 и далее процесс переДачи проходит аналогично описанным выше программам.

Восстановление данных производится путем соединения переданных значений отрезками прямых.

Предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить коэффициент сжатия сообщений.

Это особенно отчетливо проявляется при регистрации типовых сигналов с пилообразными динамическими участками, свободными от помех, чередующимися с горизонтальными, зашумленными помехой участками (на фиг. 3 знаком + отмечены существенные выборки, передаваемые предлагаемым устройством). Применение устройств, реапизующих однопараметри ческие алго-.

30 ритмы обработки для сжатия сообщений, в этом случае дает неудовлетворительные результаты.

Формула изобретения

Устройство для сжатия информации, содержащее блок входных регистров, информационный вход которого подключен к информационной шине, первый выход - к первому входу блока выход40 ных ключей, выход которого соединен с выходом устройства, второй выход блока входных регистров подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход последнего — к выходу

08 8 блока апертур, выход вычислительного блока соединен с входом блока регистров граничных значений, счетчик отсчетов, выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока, и задающий генератор, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента сжатия, в него введены программно-временной блок, блоки сравнения и элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика отсчетов и первым входом программого-временного блока, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первый выход программно-временного блока соединен с управляющим входом блока входных регистров, третий и четвертый выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, вторые входы последних подкпючены соответственно к первому и второму выходам блока регистров граничных значений, первые выходы блоков сравнения соединены с первым и вторым входами элемента И соответственно, вторые выходы - с третьим и четвертым входами программно-временного блока, второй и третий выходы которого соединены с третьими входами соответственно первого и второго блоков сравнения, четвертый, лятый и шестой выходы программно-временного блока соединены соответственно с четвертым входом вычислительного блока, вторым входом счетчика отсчетов и вторым входом блока выходных ключей.

Источники информации, принятыв во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 378925, кл. G 08 С 15/06, 1970.

2. Патент США У 3501750, кл. 340-172,5, опублик. 1970 (прототип);

995108

4 Ы

Составитель Н. Бочарова

Редактор С. Пекарь Техред Л.Пекарь Корректор Е. Рошко

Заказ 648/35 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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