Устройство для сжатия информации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1)5 С 08 С 15/06 ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственном университете им, Н,И. Лобачевского (72) 10,Г.Васин и А.Ф, Смирнов (53) 621.398(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 1244692, кл. С 08 С 19/28, 1984.Авторское свидетельство СССР1392584, кл, С 08 С 15/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в те 2леметрических системах. Уст юйствоосуществляет конвейерную обработкупоследовательной информации, исключаяизбыточные отсчеты с помощью специальной весовой функции, что повышает информативность устройства. Устройство содержит информационные каналы 1, 2, блок 3 синхронизации, блоки 4, 5, 18 буферной памяти, блок 6аппроксимации, включающий в себя перемножители 7, 8 и сумматоры 9, 10, вычитатели 12, 13, счетные триггеры 14,элементы ИЛИ 15, 20,дешифратор 16,буферный регистр 17, блоки 19 сравнения и узлы 21 коррекции, 2 з,пф-лы, 11 ил., 1 табл,вая текущий цикл работы узла 21 коррекции (Фиг.7).Блок 35 буферной памяти фиг.9)предназначен для хранения и сдвига5четырех значений ошибок кодирования,Сигнал с первого входа управленияобеспечивает запись данных в регистры 51 через информационный последовательный вход. Сигнал на втором входе 10управления обеспечивает выбор одно-го из направлений приема данных, т.е,является адресным сигналом дпя мульти=плексора 50. Сигналом с третьего вхо"да управления регистры 51 блока 35приводятся в нулевое состояние. Выходные данные блока 35 снимаются с вь;.ходов четвертых разрядов регистров 51,Блок 41 буферной памяти (фиг,10)предназначен для выбора максимального 20значения ошибки кодирования из посту-.пающих на его входы пяти значений,Сигналом с третьего входа управления в регистр 55 заносится начальноезначение ошибки кодирования с одного 5из информационных входов блока 41,Выбор информационного входа определяется сигналом на первом входе управления блока 41, Сигнал с четвертоговхода управления приводит регистр 55в нулевое состояние. Элемент 53 сравнения постоянно сравнивает выходное и входное значенля регистра 55 и,.если есть сигнал на.втором входе уп-.равления, то в зависимости от сигнала на выходе элемента 53 сравненияможет быть выполнена запись данных врегистр 55,В предложенном устройстве используется более совершенный метод оцен=40ки кодирования по сравнению с известным устройством, что показано наФиг,11, где приведен пример оценкиошибки кодирования с использованиемспециальной весовой Функции В и ку 45сочно-линейной аппроксимации,Вычисление ошибки кодирования с;ки Е выполняется относительно отсчета А . Коэффициенты е, и М равнысоответственно: с, =06; М =-0,1.Значения ошибок Я и Я вычисляют- "ся по формулам:о А+А 6Я = -А;2ЕМ,(А+А 6)+ Ы 1(А А)1-А, 5Имеем =1,9; Е ,=0,2.Следовательно, сшибка кодирования,вычисленная с помощью специальной весовой функции С, примерно в десятьраз меньше ошибки кодирования, полученной с помощью кусочно-линейной аппроксимации, что обеспечивает повышенный коэффициент сжа.тия, т.е. увеличивает информативность устройства,Для постоянного сигнала на входеустройство имеет максимальный коэффициент сжатия, равныйК=2Игде К - коэффициент сжатия;И - число каналов сжатия, включенных в устройство,Для сигналов, величина которых изменяется во времени, коэффициент сжатия будет меньше максимального,Формула и э о б р е т е н н я1, Устройство для сжатия информации, содержащее блок буферной памяти и в каждом информационном канале блок памяти, первые выходы которого соединены с одноименными первыми входами первого вычитателя, второй вычитатель, триггер, сумматор, в первом информационном канале инверсный выход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, в каждом информационном канале, кроме первого, инверсный и прямой выходы триггера соединены с первыми входами соответственно герцога элемента ИЛИ и узла коррекции, вторые выходы блока памяти соединены с одноименными первыми входами блока сравнения, выход которого и выход второго вычитателя соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, первые входы второго вычитателя первого информационнога канала обьединены с одноименными вторыми входами узлов коррекции всех информационных каналов, кроме первого, и являются первыми установочкыми входами устройства, первые информационные входы блоков памяти каждого последующего информационного канала подключены к одноименным первым входам блоков памяти каждого предыдущего информационного канала, первые и вторые информационные входы блока памяти. первого информационного канала соответственна являются информационными входами устройства и подключенык шине нуле- ного потенциала, первые. информационные входы блока буферной памяти подключены к одноименным первым выходам блока памяти последнего информационного канала, выход элемента ИЛИ первого информационного канала соединен со счетным входом триггера и пер 5 вым управляющим входом блока памяти второго информационного канала, выход первого элемента ИЛИ каждого предыдущего информационного канала, кроме первого и последнего, соединен со счетным. входом триггера и первым управляющим входом блока памяти каждого последующего информационного канала, выход элемента ИЛИ последнего информационного канала соединен с 15 управляюц 1 им входом блока буферной памяти, первые выходы которого являются первыми выходами устройства, вторые входы блоков сравнения всех информационных каналов, кроме первого, 2 О являются вторыми установочными входами устройства, о т л и ч а ю ц 1 е ес я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в неговведены блок синхронизации, в первом 25 информационном канале дешифратор, регистр и в каждом информационном канале блок аппроксимации, выполненный на сумматорах и перемножителях, выходы первого и второго сумматоров соединены с одноименными первыми входами соответственно первого и второго перемножителей, выходы первого и второго перемножителей блока аппроксимации соединены соответственно с одноименными первыми и вторыми вхо 35 дами сумматора, выходы которого соединены с одноименными вторыми входами первого вычитателя, счетный вход триггера и первый управляюц 1 ий вход блока памяти первого информационного канала объединены и являются управляющим входом устройства, в первом информационном канале вторые и третьи выходы блока памяти соединены с одноимен ными первыми входами соответственно первого и второго сумматоров блока аппроксимации, выходы первого вычитателя соединены с одноименными информационными входами регистра и вторыми входами второго вычитателя, выходы которого и прямой выход триггера соединены соответственно с одноименными информационными и управляющим входами дешифратора, первый вы 55 ход которого соединен с первым управляющим входом регистра и вторым входом элемента ИЛИ, второй выход соединен с вторыми управляющими входами регистра и блока памяти, одноименные первые входы вторых вычитателей всех информационных каналОв,кроме первого, объединены соответственно и подключены к одноименнымпервым установочным входам устройства, в каждом информационном канале,кроме первого, выход второго элемента ИЛИ соединен с третьим входом узла коррекции, выходы первого вычитателя соединены с одноименными вторыми входами второго вычитателя ичетвертыми входами узла коррекции,первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входомпервого элемента ИЛИ и вторым управляющим входом блока памяти, четвертые и пятые выходы блока памяти первого информационного канала соединены соответственно с одноименными первыми входами второго сумматора блокааппроксимации и с одноименными вторыми информационными входами блока памяти второго информационного канала,третьи выходы блока памяти каждогоинформационного канала, кроме первогои последнего, соединены с одноименными вторыми входами первого сумматора блока аппроксимации каждого предыдущего информационного канала и одноименными первыми входами второгосумматора блока аппроксимации каждого последующего информационного канала, четвертые выходы блока памятикаждого информационного канала, кроме первого и последнего, соединеныс одноименными первыми входами первого сумматора блока аппроксимациисвоего информационного канала и вторыми входами второго сумматора блокааппроксимации каждого предыдущегоинформационного канала, пятые выходыблока памяти каждого предыдущегоканала, кроме первого и последнего,соединены с одноименными третьимивходами блока сравнения своего информационного канала и вторыми информационными входами каждого последующего информационного канала, третьиинформационные. входы блоков памятиинформационных каналов являются третьими установочными входами устройства, третьи выходы блока памяти последнего информационного канала соединены с одноименными вторыми входами первого сумматора блока аппроксимации предпоследнего информационногоканала, четвертые выходы блока па154701 1 24мяти последнего информационного канала соединены с одноименными первымивходами первого сумматора блока аппроксимации последнего информационного канала и вторыми входами второго сумматора блока аппроксимации предпоследнего информационного канала,пятые выходы блока памяти последнего информационного канала соединены 10с одноименными третьими входами блока сравнения последнего информационного канала и вторыми информационнымнвходами блока буферной памяти, вторые выходыфкоторого соединены с одно" 15именными вторыми входами первогосумматора блока аппроксимации последнего информационного"канала, третьивыходы блока буферной памяти соединены с одноименными вторыми входами 20второго сумматора бпока аппроксимациипоследнего информационного каналаи являются вторыми выходами устроиства, третий выход дешифратора и выходы регистра первого информационного 25канала соединены соответственно спятым входом и одноименными шестымивходами узла коррекции второго информационного канала, третий и четвертые выходы узла коррекции кажцого .30прерыцущего информационного каналакроме первого, соединены соответственно с пятым входомодноименнымишестыми вхоцами узла коррекции каж"дого последующего информационногоканала седьмые В Г сьмые входы узловкоррекции всех информационных каналов, кроме первого, являются соответственно четвертыми и пятыми установочными входами устроиства, первый вы 40ход блока синхронизации соединен сдевятыми входами узлов коррекции всехинформационных каналов, кроме первого, и входами "Сброс" триггеров информационных каналов, второй выходблока синхрониэаци. соединен с деся. тыми входами узлов коррекции всех информационных каналов, кроме первого,одноименные вторые входы первых перемножителей блоков аппроксимацииинформационных каналов объединены соответственно и являются; шестыми установочными входами устройства, одноименные вторые входы вторых перемножителей блоков аппроксимации информационных каналов объединены соответ 55ственно и являются седьмыми установочными входами устройства,2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что узел коррекции содержит перемножители, блоки памяти, элемент ИЛИ, коммутатор, блок управления, сумматор, элемент сравнения и дешифратор, выходы первого и второго перемножителей соединены соответственно с одноименными первыми и вторыми информационными входами коммутатора, выходы которого соединены с одноименными первыми входами сумматора, выходы которого соединены с одноименными первыми информационными входами первого, второго блоков памяти и первыми входами элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом дешифратора, первый выход дешифратора соединен е первыми входами блока управления и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом первого блока памяти, выходы которого соединены с одноименными вторыми входами сумматора, первый выход блока управления соединен с вторым управляющим входом первого блока памяти и с первым управляющим входом второго блока памяти, второй выход блока управления соединен с управляющим входом коммутатора, третий выход соединен с вторым входом дешифратора и вторым управляющим входом второго блока, памяти, второй вход блока управления объединен с третьим управляющим входом второго блока памяти и является первым входом узла коррекции вторые входы элемента сравнения и третий вход дешифратора являются соответственно вторыми и третьим входами узла коррекции, вторые информационные входы второго блока памяти объединены соответственно с одноименными первыми входами первого и второго перемножи" телей и являются четвертыми входами узла коррекции, второй вход элемента ИЛИ, вторые информационные входы первого блока памяти, вторые входы первого, второго перемножителей, третий и четвертый входы блока управления являются соответственно пятым, шестыми, седьмыми, восьмыми, девятыми и десятыми входами узла коррекции, второй выход дешифратора соединен с третьим управляющим входом первого блока памяти, четвертым управляющим входом второго блока памяти, пятым входом блока управления и является первым выходом узла коррекции, четвертый, пятый выходы блока управления и выходы второго блока памяти являются соответственно вторым, третьим и четвертыми выходами узла коррекции.3. Устройство по п. 2,.о т л и - . ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент задержки, триггер, элементы ИЛИ, элемент И, элемент 10 постоянной памяти, регистр и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход элемента за-, держки соединен с входом установки в "1" триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с входами установки 15 в "О" триггера и регистра, выход элемента постоянной памяти соединен с информационным входом регистра, первые выходы которого соединены с одноименными входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход регистра, вход элемента задержки, первыйвход первого элемента ИЛИ, первййвход элемента И и первый вход второгоэлемента ИЛИ являются соответственнопервым-пятым входами блока управления, выход триггера соединен с вторым входом элемента И и является первым выходом блока управления, выходыэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента Иявляются соответственно вторым и тре"тьим выходами блока управления, второй выход регистра соединен с вторымвходом второго элемента ИЛИ и является четвертым выходом блока управления, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и является пятым выходом блока управления,54701 иг,1 Составитель М, Никуленковедактор Е. Копча Техред М.Дидык Корректор алий исно Патент", г. Ужгород Гагарина, 1 О Заказ 82 ,Тираж 440 ВЮИПИ Государственного комитета по1 1 3035 р Москва, Ж-Зь Производственно-издательский комбина эобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д. 4/550 Изобретение относится к электро-.связи и может быть использовано в. телеметрических системах,Целью изобретения является повышение информативности устройства.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 -функциональная схема блока 4 буферной памяти; на Фиг, 3 - Функциональная схема блока 5 буферной памяти;на Фиг. 4 - функциональная схема дешифратора; на Фиг. 5 " Функциональ"ная схема блока 18 буферной памяти;на Фиг,6 - Функциональная схема блока сравнения", на Фиг, 7 - Функциональная схема узла коррекции; нафиг. 8 - функциональная схема блокауправления; на Фиг.9 - Функциональная схема блока 35 буферной памяти,"на Фиг. 10 - Функциональная схема.блока 41 буферной памяти; на Фиг.11график, поясняющий сравнительнуюоценку ошибки кодирования, где используются следующие обозначения;А. " отсчеты входных данных, которыеучаствуют при вычислении ошибки кос 0 одирования с или Е,; С, - значениеПф)ошибки кодирования, вычисленной спомощью кусочно-линейной аппроксимации (для известного устройства);1п,- значение ошибки кодирования,вычисленное с помощью специальнойвесовой функции ОС (дпя предлагаемогоустройства); О, - весовые коэффициенты специаль ой :;",совой Функции о,Устройство содержит (Фиг 1) первый информационный канал 1, Ипоследующих информационных каналов 2,блок 3 синхронизации, блоки 4 и 5 буФерной памяти, блок 6 аппроксимации,выполненный на первом 7 и втором 8перемножителях и первом 9 и втором10 сумматорах, сумматор 11, первый 12и второй 13 вычитатели, счетный триггер 14, элемент ИЛ;1 15, дешифратор16, буферньй регистр 17, блок 18 буферной памяти блок 19 сравнения,второй элемент 20 ИЛИ и узел 21 коррекции. Блок 4 буферной памяти фиг,2) выполнен на регистрах 22 сдвига. Блок5 буферной памяти (фиг.З) выполнен .на регистрах 23 сдвига,Дешифратор 16 содержит (фиг.4)Формирователь 24 импульсов, дешифратор 25, элемент ИЛИ .26 и элемент 27задержки,Блок 18 буферной памяти (фиг.5)выполнен на регистрах 28 сдвига,Блок 19 сравнения содержит (фиг,6)элементы 29 и 30 сравнения и элемент И 31.Узел 21 коррекции содержит (фиг,7)первый 32 и второй 33 перемножители,элемент ИЛИ 34, первый блок 35 буферной памяти, сумматор 36, коммутатор37, блок 38 управления, элемент 39сравнения, дешифратор 40 и второйблок 41 буферной памяти.Блок 38 управления содержит(фиг,8) элемент 42 задержки, триггер43, первый элемент ИЛИ 44, элементИ 45, элемент 46 постоянной памяти,регистр 47 сдвига, элемент 48 ИСКЛ 1 ОЧАЮЦЕЕ ИЛИ и второй элемент ИЛИ 49,Блок 35 буферной памяти содержит(фиг.9) мультиплексор 50 и регистры51 сдвига.Блок 41 буферной памяти содержит(Фиг,10) мультиплексор 52, элемент 53 25 сравнения, элемент И 54, регистр 55памяти и Формирователь 56 импульсов.Устройство параллельно со сжатиеминформации Формирует значение рангаданных К , Каждое значение отсчетаданных А на втором входе устройствасопровождается соответствующим емузначением ранга данных Кна первомвыходе устройства. Значение рангаданных К , характеризует степень сжатия входной информации. По сжатойинформации с выходов устройства,включая значения отсчетов Апи ранга К , возможно однозначное восстановление исходной последовательностиданных с максимальной покоордйнатной ошибкой, не превышающей значенияошибки кодирования, установленногона первом установочном входе устройства.45 Значения отсчетов Ауи рангов Кщ хранятся в блоках 5 и 18 (фиг,1),Устройство работает следующим образом,Все информационные каналы 1 и 2(каналы сжатия) включены последовательно, образуя конвейер хранения,сдвига и обработки входных отсчетов А,и рангов К данных, Отсчеты Апоступают на. первый информационныйвход блока 5 (Фиг,3) канала(Фиг,1Второи информационный вход блока 5,предназначенный для записи значенийрангов данных Кь соединен с шинойнулевого потенциала. Поэтому, авто 515 матически при записи очередного отсчета данных А в блок 5 ему ставится в соответствие значение ранга В. равное нулю, Отсчеты А продвигаются по каналам 1 и 2 к выходу устройства. Синхронно .с ними продвигаются к выходу устройства и соответствующие им значения рангов К ., В процессе продвижения отсчетов А через устройство исключаются несущественные отсчеты данных и выбираются существенные (те. выполняется сжатие информации). Соответственно изменяются значения рангов Я. соответствующих существенных отсчетов А (ранг данных К характеризует степень сжатия информации). Значения рангов данных К при прохождении через устройство могут изменяться от нуля до И (И - число каналов).Каждый канал 1 и 2 выполняет сжатие данных на основе заложенного критерия. В канале 1 выполняется сжатие, используя одноуровневую проверку критерия. В каналах 2 выполняется двухуровневая проверка критерия сжатия, В каналах 1 и 2 первый уровень проверки критерия выполняется с помощью вычитателя 13, а второй уровень проверки критерия в каналах 2 выполняется с помощью узлов 21 коррекции.В каждом канале 1 и 2 выполняется вычисление ошибки кодирования Е; и (блоком 6 аппроксимации, сумматором 11, вычитатеМем 12):где А - значение входного отсчетаО(первый выход блока 5),относительно котороговыполняется проверка критерия сжатия и который исключается из дальнейшей обработки, если выполняетсякритерий сжатия;А - восстановленное значение отсчета А по четырем соседним отсчетамданных с помощью специальной весовой функции с,. Восстановление данных с помощью специальной весовой функции обеспечивает высокую точность восстановления (фиг. 11), чем,цостигается высокий коэффициент сжатия и достоверности информации в устройстве. 47011Значение восстановленного отсчетаАвычисляется по формуле5Сумму отсчетов А щ , и А , вычисляет в блоке 6 аппроксимации сумматор 9, а умножение этой суммы на коэффициент с, выполняет перемножи- О тель 7, Сумму отсчетов А , и Авычисляет сумматор 10, а умножение на коэффициент С 4перемножитель 8.Значения коэффициентов К, и ю поступают соответственно на шестой и седь- .15 мой установочные входы устройства,Устройство обрабатывает отсчетывходной информации следующим образом.. Очередной входной отсчет А поступает 20 на информационный вход устройства изаписывается в блок 5 первого информационного канала 1, В разряды; предназначенные для хранения ранга Всоответствующего отсчету А , эаписы ваются нули, так как вторые информационные входы блока 5 соединены сшиной нулевого потенциала. Таким образом, каждому входному отсчету Апри записи в устройство ставится в 30 соответствие начальное значение ранга данных К , равное нулю, Входнойотсчет А и соответствующее ему значение ранга данных (К;-О) записываютсяв блок 5 по сигналу на управляющемвходе устройства, По этому же сигналу, который поступает на счетныйвход триггера 14 канала , изменяетсясостояние данного триггера 14 напротивоположное, Так как триггер 14 40 является счетчиком по модулю 2, товходные отсчеты А в каналах 1 и 2условно разделяются на четные и нечетные. При поступлении на вход канала 1 четного отсчета Ащ сигнал с ин версного выхода триггера 14 черезэлемент ИЛИ 15 выполняет запись данных с первого выхода (отсчет А )и пятого выхода (ранг К ) блока 5канала 1 в блок 18 второго канала 2.Этот же сигнал поступает на счетныйвход триггера 14 второго канала 2 иизменяет его состояние на противоположное, Точно так же изменяется состояние триггера 14 и во всех последующих информационных каналах 2, Призаписи в блок 5 первого канала 1 нечетного входного отсчета А, сигнал ,с прямого выхода триггера 14 инициирует проверку критерия сжатия в пер 154701115 вом канале, разрешая работу дешифратора 16,Первый канал 1 выполняет сжатиена основе критерия1 ь, (1)где ; - значения ошибки кодированияна выходе вычитателя 12 канала 1;Ь - значение максимальной допустимой ошибки кодирования, установленное на первом установочном входе устройства.Операцию проверки критерия (1)сжатия в канале 1 выполняет вычитатель 13. Сигнал результата проверкис выхода вычитателя 13 поступает наинформационный вход дешифратора 16(фиг.4). Если на управляющем входе 20дешифратора 16 имеется сигнал с прямого выхода триггера 14, то на выходах дешифратора 16 Формируются сигналы, соответствующие результатампроверки. Если критерийв канале 1 выполняется, то инициируютсяследующие действия: значение ошибкикодирования с выхода вычитателя 12канала 1 заносится в буферный регистр17 (по сигналу с второго выхода дешифратора 16); в блок 5 через третьиинформационные входы заносится значение ранга, равное номеру канала(Е =1), соответствующее отсчету Анаходящемуся на вторых выходах блока 5 (фиг, 3), по сигналу с второговыхода дешифратора 1 Ь,Если критерий (1) в канале 1 невыполняется, то инициируются следующие действия по сигналу с первого 40выхода дешифратора 1 б: заносится нулевое значение в буферный регистр 17;через второй вход элемента ИЛИ 15сигнал выполняет запись данных в блок18 второго канала 2 и изменяет сос" д 5тояние триггера 14 на противоположное, что обеспечивает продвижениевходных отсчетов А к выходу устройства без сжатия и без изменения ран,га Кщ,50Затем независимо от выполненияили невыполнения критерия (1) в канале 1 формируется сигнал на третьемвыходе дешифратора 16. по которомувыполняется запись значения ошибкикодирования с выходов регистра 17 вузел 21 коррекции второго канала 2.После выполнения этих действий: устройство ожидает поступления следующих входных отсчетов А , не выполняя каких-либо действий, Если критерий сжатия был выполнен, то поступление следующего отсчета на входы блока 5 канала 1 вызовет исключение из дальнейшей обработки отсчета, находящегося на первых выходах блока 5 (т,е. выполняется сжатие данных).Сжатие данных или продвижение. данных к выходу без изменения в информационных каналах 2 выполняется аналогично описанному для информационного канала 1, Отличие заключается только в том, что сигнал записи и данные поступают от предыдущего информационного канала. Критерий сжатия в каналах 2 выполняется в два этапа.Отсчеты данных и соответствующие им значения рангов соответственно с первых и пятых выходов блока 5 и 18 предыдущего канала 1 и 2 по сигналу записи с выхода элемента ИЛИ 15 того же канала записываются в блок 18 по-. следующего канала 2, при этом изменяется состояние триггера 14 в канале.При поступлении на вход канала 2 отсчета данных с четным номером сигнал с инверсного выхода триггера 14, действуя через первый вход элемента ИЛИ 15, выполняет запись данных (отсчета и ранга), в блок 18 последующего канала 2 (с выхода последнего канала 2 запись данных выполняется в блок 4 памятиПри записи в блок 18 канала 2 отсчета с нечетным номером сигнал с прямого выхода триггера 14 инициирует проверку критерия сжатия, разрешая работу блока 21 коррекции.Первый этап проверки критерия сжатия в канале 2 выполняется согласно выражению:о;=1 =К , (2) где ;- значение ошибки кодирования на выходе вычитателя 12 и-го канала 2;- значение максимальной допустимой ошибки кодирования,установленного на первых установочных входахустройства;.Кп - значение ранга, установленное на вторых установочных входах устройствасоответствующего информа 1547011 10ционного канала 2 (К равйно номеру предыдущего информационного канала);К ,К , - значения рангов (пятые ищьвч,пвторые выходы блока 18,фиг.5) отсчетов данных,находящихся на первых ичетвертых выходах блока 18.Сравнение значений рангов выполняет блок 19 сравнения (фиг. 6). Сравнение значений ошибки Ящи Ь выполняет вычитатель 13, Сигналы о ре-.зультатах сравнения поступают черезэлемент ИЛИ 20 (результат проверкикритерия сжатия первого уровня) натретий вход узла 21 коррекции. Узел21, используя значение ошибки кодирования, поступающей с выхода вычитателя 12 на четвертый вход узла 21,и накопленные значения ошибок коди-.рования с предыдущего канала 1 и 2,а также принимая во внимание значение сигнала с выхода элемента ИЛИ 20,выполняет проверку критерия сжатиявторого уровня согласно выражению1фи л1 1 1 п,п 1ю-,п-и+где,п - номер канала 2, в которомвыполняется проверка критериясжатия; 35Гщ, - значение ошибки кодированияна выходе вычитателя 12;ьзначение ошибок кодирования,поступивших с предыдущегоканала 1 и 2; 40скорректированные значенияошибок кодирования, вычисленные в узле 21 и используемыев следующем цикле работы узла 21; 45Г - скорректированные значения,юошибок кодирования, вычисленные в узле 21;3 значения весовых коэффициентов, установленные на седьмом и восьмом входах узла 21. Невыполнение любого из условий(2) или (3) фиксируется как невыпол 55нение критерия сжатия в канале. Вэтом случае выполняются следующиедействия. Сигнал с первого выхода узла 21,действуя через второй вход элементаИЛИ 15 своего канала 2, выполняетвнеочередную запись данных с первыхи пятых выходов блока 18 своего канала 2 в блок 18 последующего кана"ла 2 (с выхода последнего канала 2данные записываются в блок 4 памяти),а также изменяется состояние триггера 14 последующего канала 2 на про"тивоположное, Значение ошибки кодирования всегда равно нулю, если критерий сжатия не выполняется) с третьего выхода узла 21 своего канала2 (для канала 1 с выходов буферногорегистра 17) записывается в узел 21последующего канала 2 (для последнегоканала 2 эту операцию выполнять нетребуется).Эти действия обеспечивают продвижение входных отсчетов на выход устройства беэ сжатия и изменения рангов.Если же при проверке критерия сжатия выполняются условия (2) и (3),то узел 21 в канале 2 фиксирует выполнение критерия сжатия и инициирует следующие действия.Сигнал с второго выхода узла 21заносит значение ранга, равное номеру канала 2 (установленное на третьихинформационныхвходах 18) и соответствующее отсчету А , находящемуся начетвертом выходе блока 18. Выполняется запись ошибки кодирования с четвертых выходов узла 21 в узел 21 последующего канала 2 (как описано дляслучая невыполнения критерия сжатия).После выполнения этих действий канал 2 ожидает поступления следующихотсчетов данных с предыдущего информационного канала 1 и 2. При записиочередного отсчета в блок 18 отсчетс первых выходов блока 18 будет исключен из дальнейшего рассмотрения(т,е. выполняется сжатие данных).В процессе прохождения через устройство входных отсчетов и при выполнении критерия сжатия в каналах 2 выбираются существенные отсчеты данных,а соответствующий им ранг возрастает.Ранг данных К,имеет простую физическую интерпретацию:Р=2 -1,тп где Р - число входных отсчетов, котэрые исключены в процессе обработки в устройстве междудвумя соседними существеннымиотсчетами на выходе канала 2или выходе устройства;К - значение ранга последнегоиз существенных отсчетов,упоминавшегося в предыдущемпункте.Максимальный коэФФициент сжатия входных. данных зависит от числа каналов сжатия, включенных в устройствоК=2где К - максимальный коэФФициент сжатия;Н - число каналов 1 и 2 сжатия 15в устройстве.Средний коэФФициент сжатия инйормации в устройстве меньше, чем максимальный;Включение дополнительных каналов сжатия не влияет на быстродействие устройства в целом.ФПри включении устройства сигнал спервого выхода блока 3 синхронизации 25(Фиг.1) выполняет начальную установку устройства, поступая на входысброс триггеров 14 всех информационных каналов 1 и 2 и девятые входы узлов 21, Сигнал с второго выхода блока 3 поступает на десятые входы уэлов 21 в качестве импульсов синхрони., зации.Узел 21 (йиг.7) выполняет проверку критерия сжатия второго уровня(3); учитывая ьгпопнечие условия (2)35в канале. Кроме того, узел 21 йормирует значение скорректированной ошибки кодирования на четвертых выходахЭто значение ошибки кодирования используется в узле 21 последующегоканала 2. Цикл работы узла 21 состоит из четырех тактов - по числу неравенств в выражении (3). Выполнениеодного такта работы узла 21 заключается в проверке одного неравенства из.этого выражения. Сигнал на второмвыходе узла 21 йормируется лишь втом случае (сигнал выполнения критерия сжатия), если выполняются все50четыре неравенства (3) и выполняетсяусловие (2). Сигнал на первом выходеузла 21 (не выполняется критерий сжатия в канале) появляется в том случае, если не выполняется условие (2),55т,е, установлен активный сигнал натретьем входе узла 21 (активньм сигнал на выходе элемента ИЛИ 20), илине выполняется одно из неравенств(3), Появление любого из сигналовна первом или втором выходах узла 21вызывает появление сигнала на третьемвыходе учла 21, Этот сигнал выполняет следующие действия: выполняет запись значения ошибки кодирования счетвертых выходов узла 21 в последую-.щий канал 2 сжатия; включает узел 21,т,е. заканчивает текущий цикл работы узла 21.Таким образом, работа узла 21 состоит из повторяющихся циклов. Циклработы узла 21 выполняется следующим образом. Сигнал с прямого выходатриггера 14 поступает на первый входузла 21 и включает его, начиная теку-.щий цикл работы. С момента включения,узел 21 начинает проверку неравенства (3), заканчивая проверку, как описано,Узел 21 (Фиг. 71 работает следующим образом. Сигнал с прямого выходатриггера 14 канала 2 через первыйвход узла 21 поступает на первый входблока 38 управления и третий вход управления блока 41 буФерной памяти.По сигналу на первом входе узла 21выполняются следующие действия, Выполняется запись значения ошибкикодирования с четвертых входов узла21 в блок 41 (код адреса на первомуправляющем входе блока 41, поступающий с первого выхода блока 38 управления, соответствует приему данныхс внешних источников), Затем черезвремя с изменяется код адреса на первом выходе блока 38, обеспечивающийприем данных в блоки 41 и 35, а натретьем выходе блока 38 управленияФормируются импульсы проверки критерия сжатия.Период появления импульсов на третьем выходе блока 38 управления равенпериоду синхроимпульсов с второговыхода блока 3 синхронизации, По каждому импульсу с третьего выхода блока 38 выполняются вычисления и проверка одного из неравенств (3). К моменту начала проверки условия (3) вблоке 35 имеются значения ошибок кодирования в соответствии с выражением(3), а на четвертых входах узла 21установлено значение ошибки кодирования Гиспользуемое при проверкепервого этапа (2) критерия сжатия.В соответствии с адресным кодом, установленным на втором выходе блока 38,на выходе коммутатора 37 имеется зна(выходы перемножителей 32 или 33),которое поступает на входы сумматора 36. На других входах сумматора 36установлено значение ошибки кодирования с выхода блока 35. Значение вы- .численной суммы с выхода сумматора 36поступает на первые информационныевходы блоков 35 и 41 и на первые входы элемента 39 сравнения, На вторыхвходах элемента 39 установлено значение максимально догустимой ошибкикодирования (с первых установочныхвходов устройства), На выходе элемента 39 устанавливается сигнал, фиксирующий выполнение или невыполнениепроверяемого неравенства (3), Сигналс выхода элемента 39 поступает напервый вход дешифратора 40, на третьем входе которого установлен сигнал, отображающий результат проверкиусловия (2) в канале (с выхода элемента ИЛИ 20). Очередной импульс проверки с третьего выхода блока 38 управления поступает на третий вход дешифратора 40 и второй вход управления блока 41, Если при этом выполняется условие (2) и выполняется очередное неравенство (3), то по сигналу с первого выхода дешифратора40выполняются следующие действия. Значение ошибки кодирования с выходасумматора 36 заносится в блок 35и на его выходе появляется следующее 35 значение ошибки кодирования, необходимое для вычисления следующего неравенства (3), Значение ошибки кодирования с выхода сумматора 36 сравнивается в блоке. 4 с тем значением, 40 что хранится в блоке 41 и заносится в него, если больше, Поступая на первый вход блока 38 управления, этот сигнал фиксирует в блоке 38 выполнение очередного неравенства (3), 45 устанавливает на втором выходе блока 38 новый адресный код, необходимый для вычисления и проверки следующего неравенства.Если в блоке 38 будет зафиксировано, что выполнены все неравенст". ва (3) и выполнено условие (2), то на четвертом выходе блока 38 появится сигнал, фиксирующий выполнение критерия сжатия в канале. При этом форми 55 руется.также сигнал на пятом выходе блока 38, На этом заканчивается текущий цикл работы уэлд 21, Если же не выполняется условие (2) или не выполняется очередное неравенство (3), тоэто состояние фиксируется как невыполнение критерия сжатия в каналЬ,формируется сигнал на втором выходедешифратора 40, Этот сигнал инициирует следующие действия: зановитсянулевое зйачение вблок 41 и во всерегистры памяти блока 35; данный сигнал поступает через первый выход узла 21 на другие элементы устройства,информируя их о том, что не выполненкритерий сжатия в канале.Кроме того, сигнал с второго выхода дешифратора 40 поступает на пятый,вход блока 38 управления и вызываетпоявление сигнала на пятом выходеблока 38, который через третий выходузла 21 поступает на другие элементаустройства (сигнал записи ошибок кодирования в узле 21 последующего информационного канала 2), На этом заканчивается текущий цикл работы узла 21 коррекции в канале.За время цикла работы узла 21 в .блок 41 заносится максимальное значение ошибки кодирования иэ значенийошибок, вычисляемых в процессе проверки критерия сжатия второго этапа1по условию (3), т.е, ошибок Я, и1Я, , В качестве начального значенияРИфв блок 41 заносится значение ошибкиустановленное на четвертом входе узла 21. Если критерий сжатия невыполняется в канале, то в блок 41заносится нулевое значение. В процессе работы узла 21 при проверкекритерия сжатия требуется четыре значения ошибок кодирования из блока 35.Из этих четырех значений ошибокдва скорректированных значения ошибоксохраняются для следующего цикла работы узла 21, а два значения скорректированных ошибок кодирования исключаются из дальнейшего рассмотренияи обработки, За время до начала следующего цикла работы узла 21 в блок35 будут записаны два новых значенияошибок кодирования из предыдущегоинформационного канала 2 и 1 и поэтому к началу нового цикла работы в блоке 35 будет вновь находиться четыренеобходимых значения ошибок кодирования,Входы и выходы узла 21 используются следующим образом; вход а - включение узла 21 для проверки критерия сжатия второго этапа в канале;вход б - установлено значение максимальной ошибки кодирования; вход в -сигнал, фиксирующий результат проверки условия (2) в канале; вход г -значение ошибки кодирования Г ц с выхода вычитателя 12 в канале; вход д -сигнал записи ошибки кодирования вблок 35 с предыдущего канала; входе - значение ошибки кодирования, записываемое в блок 35; вход ж - значение коэффициента , в канале;вход з - значение коэффициентавканале; вход и - начальная установка узла 21; вход к - импульсы синхронизации; выход а - не выполнен крите":рий сжатия в канале;, выход б - выполнен критерий сжатия в канале; выход в - сигнал записи в блок 35 узла21 последующего канала сжатия; вы Охоц г " значение ошибки кодирования,Формируемое в процессе работы узла 21.Состояние устройства в проиэвольньй момент времени полностью определяется состоянием триггеров 14 (Фиг,1)в информационных каналах 1 и 2, Управление работой устройства децентрализовано. Сигналы с выходов триггеров 14 инициируют проверку критериясжатия во всех каналах 1 и 2 конвейера обработки, обеспечивают записьи продвижение данных (значений отсчетов А и соответствующих им эначений рангов К, ) в блоках 5 и 13 и в35блоке 4 памяти,с., -.,печивая сжатие ипередачу данных на выход устройства.Блок 4 памяти предназначен дляхранения и сдвига двух последовательных значений отсчетов данных А,и соответствующих им значений рангов .Блок 4 имеет два информационных входа соответственно для отсчета А, ранга К и вход управления записью. Лвавыхода блока 4 используются для двух 4.последовательных значений отсчетови третий выход для ранга,Пример выполнения блока 4 памяти приведен на Фиг,2. Блок 4 выполнен на регистрах 22 сдвига. Каждый регистр 22 предназначендля хранения и сдвига одного разряда параллельного многоразрядного цифрового кода. Число регистров 22 равно сумме числа разрядов, необходимых для представления отсчетов А и рангов й, (для ранга достаточно трех разрядов), Одноименные разряды всех регистров 22 образуют числовую линейку, предназна-,ченную для хранения цифрового кодаотсчета А и ранга К , Входная инЩФормация поступает на вход последовательной записи регистров 22, призаписи очередного отсчета данных врегистры 22 информация в них сдвигается, а крайний правый разряд выталкивается иэ регистра 22 и теряется,Вход управления записью блока 4 предназначен для записи очередного отсчета А и ранга К в регистры 22 черезих последовательные информационныевходы,Бпок 5 первого информационногоканала 1 предназначен для храненияи сдвига четырех последовательныхзначений отсчетов входных данных А,и соответствующих им . значений ранговК , Блок 5 позволяет изменить эначение ранга 2 отсчета А , находящегося на вторых выходах блока 5, безизменения значений рангов остальныхотсчетов А , Блок 5 имеет три информационных входа, на которые поступаютсоответственно значение отсчета входных данных Ащ, значение ранга Ксоответствующее отсчету А , и натретьем входе устанавливается значение ранга, которое предназначено дляизменения ранга отсчета на вторыхвыходах блока 5,Блок 5 имеет два входа управления записью: вход а обеспечиваетпараллельную запись цифрового кодаотсчета А и ранга К (установленныхна первых в и вторых г информационных входах); вход б обеспечивает занесение значения ранга (установленное на третьих д информационных входах) в блок 5, соответствующее отсчету А , находящемуся на вторых выходах блока 5, значения рангов остальных отсчетов не изменяются,Блок 5 имеет пять выходов; выходы а - отсчет А, ; выходы б - отсчет А, ; выходы в - отсчет А ; выходи г - отсчет А ,; выходы д - рангК . Отсчет А(входной) поступаетс первых информационных входов устройства.Пример выполнения блока 5 приведенна Фиг.3, Блок 5 выполнен на регистрах 23 сдвига, Построение блока 5аналогично блоку 4 памяти (фиг.2).Отличие заключается в следующем. Вдва раза повышена информационная емкость (четыре значения отсчетов Аи рангов Е ). Введена дополнительная коммутация входов и выходов регистров 23, предназначенных для хранения значений рангов, что позволяет изменять одно из значений рангов, оставляя без изменений остальные три, находящиеся в блоке 5.Изменение ранга Рдостигается следующим образом, Ксли входные отсчеты А, и ранги К записываются в регистры 23 через последовательные информационные входы, то занесение измененного значения ранга в регистры 23 выполняется через параллельные 15 информационные входы. При этом выхо-. ды разрядов отдельных регистров 23 соединены со своими входами, что обеспечивает их неизменность при параллельной записи в эти регистры 23, 20 Второй управляющий вход блока 5 подключен к входу управления параллельной записью в регистры 23 (только к тем регистрам 23, что обеспечивают хранение значений рангов В ). 25Дешифратор 16 1 фиг.4) предназначен для Формирования сигналов управления, отображающих результаты провер ки критерия сжатия в канале 1. На управляющий вход дешифратора 16 посту- .30 пает сигнал разрешения работы спрямого выхода триггера 14, а на информационные входы поступает сигнал (с выхода вычитателя 13), отображающйй результат пррверки условияв канале 1. Дешифратор 1 б по сигналам на входах Формирует сигналы на трех.выходах: выход а - критерий сжатия в канале не выполняется; выход б - критерий сжатия в канале выполняется; 40 выход в - через время с, при наличии любого.из сигналов (выход 1 или выход 2) Формируется сигнал на третьем выходе. Сигнал с третьего выхода дешиФратора 16 предназначен для выпол нения записи ошибки кодирования с выходов .регистра 17 канала 1 в узел 21 второго информационного канала 2. По потенциалу разрешения работы суправляющего входа дешифратора 16формирователь 24 Формирует импульс,который стробирует дешифратор 25, На.информационных входах дешифратора 16установлен сигнал, отображающий ре 55зультат проверки критерия сжатия впервом канале 1, На одном из двухвыходов дешифратора 25 появляетсяодин из сигналов (критерий сжатияРазряд Номер импульса 1 2, 3 4 Начало 1-й импульс2-й импульс 3-й импульс4-й импульс О О О О 1О О О 1 1 О О 1 1 1 О 1 1 1. 1 Как только установится сигнал на выходе четвертого разряда регистра 47, то он поступает на четвертый выход блока 38 в качестве сигнала выполнения критерия сжатия в канале. Кроме того, этот сигнал через элемент ИЛИ 49 поступает на пятый выход блока 38 и через элемент ИЛИ 44 приводит блок 38 в исходное состояние(устанавливает в нулевое состояние триггер 43 и регистр 47), заканчивыполнен или не выполнен), которыйпоступает на соответствующий выходдешифратора 16. Оба эти сигнала "поступают на элемент ИЛИ 26, выход которого подключен к элементу 27 задержки. Выход элемента 27 являетсятретьим выходом дешифратора 16. Сигналы - выполнен критерий сжатия илине выполнен - являются взаимоисключающими. Всегда есть только один иээтих сигналов.Блок 18 (Фиг.5) предназначен дляхранения и сдвига трех отсчетов Аи соответствующих им рангов К , последовательно поступающих на информационные входы блока 18, Отличиеблока 18 от блока 5 заключается в ин"формативной емкости,Блок 19 сравнения (фиг.б) предназначен для сравнения трех величин иформирования сигнала, отображающегоравенство этих трех величин,Узел 21 коррекции предназначендля проверки критерия сжатия второгоэтапа в канале 2. Работой узла 21 управляет блок 38 (Фиг,8), При поступлении сигнала на первый вход (выполнение очередного неравенства (3) вузле 21 коррекции) блока 38 управления содержимое регистра 47 будетсдвинуто вправо на одну позицию, Состояние разрядов регистра 47 послекаждой из четырех операций сдвига(что соответствует выполнению критерия сжатия) приведено в таблице.